Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc Tính Tương Thích Sinh Học Tăng Cường và Tính Năng Đa Chức Năng của Nanoparticle Oxit Kẽm Lên Sắt cho Ứng Dụng
Tóm tắt
Nanoparticle oxit kẽm (ZnO NPs) hiện nay được coi là vật liệu nano có triển vọng cao cho nhiều ứng dụng, chẳng hạn như các ứng dụng sinh học và chế tạo thiết bị điện tử. Ngoài ra, việc giới thiệu sự pha tạp sắt cung cấp một phương tiện để cải thiện các tính chất của các nanoparticle này. ZnO và ZnO pha tạp sắt (Fe:ZnO) đã được tổng hợp bằng phương pháp hóa học ướt. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy rằng kích thước tinh thể của những nanoparticle này giảm khi nồng độ sắt (Fe) tăng lên đến 20%, và sau đó tiếp tục tăng khi tỷ lệ sắt gia tăng. Morfologie bề mặt của các nanoparticle này đã được đánh giá bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Các nhóm chức có hoạt tính của các mẫu ZnO và Fe:ZnO được xác định bằng phân tích FTIR. Đỉnh ở 399 cm−1 cho thấy rằng các liên kết Zn–O đã được hình thành thành công. Phân tán ánh sáng động (DLS) đã được sử dụng để xác định đường kính thủy động của ZnO và Fe:ZnO NPs. Các giá trị tiềm năng zeta cho ZnO, Fe10%:ZnO, Fe20%:ZnO và Fe30%:ZnO lần lượt là 0.2 mV, 0.4 mV, 0.6 mV và 0.9 mV. Tất cả các mẫu đều thể hiện các đỉnh hấp thụ mạnh ở 350 nm trong vùng UV. Phương pháp Tauc được sử dụng để tính toán năng lượng khoảng cách băng của các mẫu này. Khoảng cách băng giảm khi nồng độ Fe tăng. Nghiên cứu này đã thiết lập thành công một mối tương quan mạnh mẽ giữa cấu trúc và các tính chất khác của nanoparticle ZnO pha tạp sắt.
Từ khóa
#Nanoparticle oxit kẽm #pha tạp sắt #tính tương thích sinh học #phân tích XRD #phân tích FTIRTài liệu tham khảo
Ken, D. S., & Sinha, A. (2020). Recent developments in surface modification of nano zero-valent iron (nZVI): Remediation, toxicity and environmental impacts. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 14, 100344. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2020.100344
Ranjithkumar, B., Kumar, E. R., Ramalingam, H. B., Rahale, C. S., Mahmoud, M. H., Binyaseen, A. M., Keshk, A. A., & El-Metwaly, N. M. (2021). Bio-ingredients assisted synthesis of Fe doped zinc oxide nanostructures: Study on structural, optical, morphological and thermal properties. Ceramics International, 47(24), 35378–35383. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.08.321
Alnehia, A., Al-Hammadi, A. H., Al-Sharabi, A., & Alnahari, H. (2022). Optical, structural and morphological properties of ZnO and Fe+ 3 doped ZnO-NPs prepared by Foeniculum vulgare extract as capping agent for optoelectronic applications. Inorganic Chemistry Communications, 143, 109699. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2022.109699
Kumari, P., Misra, K. P., Chattopadhyay, S., & Samanta, S. (2021). A brief review on transition metal ion doped ZnO nanoparticles and its optoelectronic applications. Materials Today: Proceedings, 43, 3297–3302. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.299
Kayani, Z. N., Manzoor, F., Zafar, A., Mahmood, M., Rasheed, M., & Anwar, M. (2020). Impact of Ag doping on structural, optical, morphological, optical and photoluminescent properties of ZnO nanoparticles. Optical and Quantum Electronics, 52, 1–18. https://doi.org/10.1007/s11082-020-02460-z
Vinitha, V., Preeyanghaa, M., Vinesh, V., Dhanalakshmi, R., Neppolian, B., & Sivamurugan, V. (2021). Two is better than one: Catalytic, sensing and optical applications of doped zinc oxide nanostructures. Emergent Materials, 4, 1093–1124. https://doi.org/10.1007/s42247-021-00262-x
Baig, N., Kammakakam, I., & Falath, W. (2021). Nanomaterials: A review of synthesis methods, properties, recent progress, and challenges. Materials Advances, 2, 1821–1871. https://doi.org/10.1039/D0MA00807A
Kotb, A., Abdel-Rahim, R. D., Ali, A. S., & Gomaa, H. (2023). Smart nanomaterials based on metals and metal oxides for photocatalytic applications. In Advances in Smart Nanomaterials and their Applications, 2(1), 351–362. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99546-7.00004-5
Weldegebrieal, G. K. (2020). Synthesis method, antibacterial and photocatalytic activity of ZnO nanoparticles for azo dyes in wastewater treatment: A review. Inorganic Chemistry Communications, 120, 108140. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2020.108140
Bokov, D., Turki Jalil, A., Chupradit, S., Suksatan, W., Javed Ansari, M., Shewael, I. H., Valiev, G. H., & Kianfar, E. (2021). Nanomaterial by sol-gel method: Synthesis and application. Advances in Materials Science and Engineering, 2021, 1–21. https://doi.org/10.1155/2021/5102014
Wernert, V., Schaef, O., Aloui, L., Chassigneux, C., Ayari, F., Chehimi, D. B. H., & Denoyel, R. (2020). Cancrinite synthesis from natural kaolinite by high pressure hydrothermal method: Application to the removal of Cd2+ and Pb2+ from water. Microporous and Mesoporous Materials, 301, 110209. https://doi.org/10.1155/2021/5102014
Ren, X., Ghazani, M. S., Zhu, H., Ao, W., Zhang, H., Moreside, E., Zhu, J., Yang, P., Zhong, N., & Bi, X. (2022). Challenges and opportunities in microwave-assisted catalytic pyrolysis of biomass: A review. Applied Energy, 315, 118970. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.118970
Niculescu, A. G., Chircov, C., Bîrcă, A. C., & Grumezescu, A. M. (2021). Nanomaterials synthesis through microfluidic methods: An updated overview. Nanomaterials, 11(4), 864. https://doi.org/10.3390/nano11040864
Niculescu, A. G., Chircov, C., & Grumezescu, A. M. (2022). Magnetite nanoparticles: Synthesis methods–A comparative review. Methods, 199, 16–27. https://doi.org/10.1016/j.ymeth.2021.04.018
Razak, N. A. A., Othman, N. H., Shayuti, M. S. M., Jumahat, A., Sapiai, N., & Lau, W. J. (2022). Agricultural and industrial waste-derived mesoporous silica nanoparticles: A review on chemical synthesis route. Journal of Environmental Chemical Engineering, 10(2), 107322. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.107322
Saadi, H., Rhouma, F. I. H., Benzarti, Z., Bougrioua, Z., Guermazi, S., & Khirouni, K. (2020). Electrical conductivity improvement of Fe doped ZnO nanopowders. Materials Research Bulletin, 129, 110884. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2020.110884
Viswanatha, R., Amenitsch, H., & Sarma, D. D. (2007). Growth kinetics of ZnO nanocrystals: A few surprises. Journal of the American Chemical Society, 129, 4470–4475. https://doi.org/10.1021/ja068161b
Chan, Y. Y., Pang, Y. L., Lim, S., & Chong, W. C. (2021). Facile green synthesis of ZnO nanoparticles using natural-based materials: Properties, mechanism, surface modification and application. Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(4), 105417. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105417
Gudkov, S. V., Burmistrov, D. E., Serov, D. A., Rebezov, M. B., Semenova, A. A., & Lisitsyn, A. B. (2021). A mini review of antibacterial properties of ZnO nanoparticles. Frontiers in Physics, 9, 641481. https://doi.org/10.3389/fphy.2021.641481
Długosz, O., Szostak, K., Krupiński, M., & Banach, M. (2021). Synthesis of Fe3O4/ZnO nanoparticles and their application for the photodegradation of anionic and cationic dyes. International Journal of Environmental Science and Technology, 18, 561–574. https://doi.org/10.1007/s13762-020-02852-4
Ahmad, A., Al-Bataineh, Q., Bani-Salameh, A., Abdullah, H., Qattan, I., Albataineh, Z., & Telfah, A. (2020). Optical, structural, and crystal defects characterizations of dip synthesized (Fe-Ni) Co-doped ZnO thin films. Materials, 13(7), 1737. https://doi.org/10.3390/ma13071737
Sen, S. K., Barman, U. C., Manir, M. S., Mondal, P., Dutta, S., Paul, M., Chowdhury, M. A. M., & Hakim, M. A. (2020). X-ray peak profile analysis of pure and Dy-doped α-MoO3 nanobelts using Debye-Scherrer, Williamson-Hall and Halder-Wagner methods. Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 11, 025004. https://doi.org/10.1088/2043-6254/ab8732
Elilarassi, R., & Chandrasekaran, G. (2017). Optical, electrical and ferromagnetic studies of ZnO: Fe diluted magnetic semiconductor nanoparticles for spintronic applications. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc, 186, 120–131. https://doi.org/10.1016/j.saa.2017.05.065
Shrestha, S., Wang, B., & Dutta, P. (2020). Nanoparticle processing: Understanding and controlling aggregation. Advances in colloid and interface science, 279, 102162. https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102162
Wani, T. U., Pandith, A. H., & Sheikh, F. A. (2021). Polyelectrolytic nature of chitosan: Influence on physicochemical properties and synthesis of nanoparticles. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 65, 102730. https://doi.org/10.1016/j.jddst.2021.102730
Anitha, S., & Muthukumaran, S. (2019). Structural, optical, and antibacterial investigation of La, Cu dual doped ZnO nanoparticles prepared by co-precipitation method. Materials Science and Engineering: C, 108, 110387. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110387
Jan, F. A., Ullah, R., Ullah, N., & Usman, M. (2021). Exploring the environmental and potential therapeutic applications of Myrtus communis L. assisted synthesized zinc oxide (ZnO) and iron-doped zinc oxide (Fe-ZnO) nanoparticles. Journal of Saudi Chemical Society, 25(7), 101278. https://doi.org/10.1016/j.jscs.2021.101278
Früh, A., Rutkowski, S., Akimchenko, I. O., Tverdokhlebov, S. I., & Frueh, J. (2022). Orientation analysis of polymer thin films on metal surfaces via IR absorbance of the relative transition dipole moments. Applied Surface Science, 594, 153476. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.153476
Hou, L., Liang, Q., & Wang, F. (2020). Mechanisms that control the adsorption–desorption behavior of phosphate on magnetite nanoparticles: The role of particle size and surface chemistry characteristics. RSC advances, 10, 2378. https://doi.org/10.1039/C9RA08517C
Samy, M., Gar Alalm, M., Ezeldean, E., El-Dissouky, A., Badr, N. B., Al-Muhtaseb, A. A., Alhajeri, N. S., Osman, A. I., & Tawfik, A. (2022). Solar-light-driven ZnO/biochar treatment of pesticides contaminated wastewater: A practical and computational study. Energy Science & Engineering, 10(12), 4708–4725. https://doi.org/10.1002/ese3.1299
São Pedro, M. N., Klijn, M. E., Eppink, M. H., & Ottens, M. (2022). Process analytical technique (PAT) miniaturization for monoclonal antibody aggregate detection in continuous downstream processing. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 97(9), 2347–2364. https://doi.org/10.1002/jctb.6920
Kumar, R. (2023). Metal oxides-based nano/microstructures for photodegradation of microplastics. Advanced Sustainable Systems, 7(6), 2300033. https://doi.org/10.1002/adsu.202300033
Rahman, M. M., Reshmi, T. H., Ahmed, S., & Alam, M. A. (2022). Impact of localized surface plasmon resonance on efficiency of zinc oxide nanowire-based organic–inorganic perovskite solar cells fabricated under ambient conditions. RSC advances, 12, 25163. https://doi.org/10.1039/D2RA04346G
Amakali, T., Daniel, L. S., Uahengo, V., Dzade, N. Y., & De Leeuw, N. H. (2020). Structural and optical properties of ZnO thin films prepared by molecular precursor and sol–gel methods. Crystals, 10(2), 132. https://doi.org/10.3390/cryst10020132