Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nanoparticles titanium dioxide doped antimony: Tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng kháng khuẩn
Tóm tắt
Ô nhiễm môi trường, vi khuẩn kháng thuốc và các đột biến của chúng là những vấn đề lớn đối với thế giới hiện đại. Những vấn đề này đôi khi gây ra sự hỗn loạn trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Chúng tôi đang tìm kiếm các giải pháp rẻ tiền và tốt hơn để giải quyết những vấn đề này. Các quá trình oxy hóa nâng cao là một trong những giải pháp này, được sử dụng rộng rãi cho mục đích này. Các vật liệu nano quang xúc tác như các hạt nano oxit titan và oxit kẽm được sử dụng làm chất xúc tác bán dẫn. Oxit titan được sử dụng phổ biến như một vật liệu xúc tác quang do tính khả thi, không độc hại và độ ổn định hóa học của nó. Nó có các tính chất xúc tác, quang học, sinh học, điện tử và từ tính độc đáo, nhưng oxit titan có những khuyết điểm riêng như khoảng cách băng rộng lớn, tức là 3,2 eV. Để khắc phục những vấn đề này, chúng tôi sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Một trong những phương pháp đó là pha tạp oxit titan bằng nhiều loại kim loại và phi kim. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng antimon làm chất pha tạp. Sb hình thành chất pha tạp kiểu n với oxit titan. Phương pháp từ dưới lên đã được sử dụng trong việc hình thành các hạt nano TiO2 dopant Sb. Các hạt nano oxit titan dopant Sb được tổng hợp bằng phương pháp đồng lắng kết cũng như siêu âm. Việc nung các hạt nano này được thực hiện ở nhiệt độ 550, 750 và 1050 °C. Các phương pháp đặc trưng được sử dụng bao gồm nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), quang phổ tia X phát xạ năng lượng (EDS), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) và quang phổ UV-vis trong tổng hợp này. Hoạt tính kháng khuẩn của TiO2 dopant Sb đối với vi khuẩn Gram âm (E. coli, Pseudomonas aeruginosa-PA01 và Klebsiella pneumoniae-B5055) và vi khuẩn Gram dương (Staphylococcus aureus kháng Methicillin-ATCC-43300) đã được xác minh bằng phương pháp khuếch tán trong môi trường thạch. Phân tích XRD đã tiết lộ tính chất tinh thể, kích thước tinh thể và cấu trúc tứ diện của pha anatase của mẫu được tổng hợp. Quang phổ tia X điện tử (XPS) cho thấy sự hiện diện của antimon trong mạng tinh thể oxit titan. Kỹ thuật TEM cũng xác thực tính chất của các hạt nano được tổng hợp. Việc bao gồm Sb trong lưới tinh thể của TiO2 đã được chứng minh bằng sự trợ giúp của kỹ thuật EDS. Phân tích FTIR đã được sử dụng để tìm các liên kết hóa học và nhóm chức tại giao diện của TiO2. Sự cải thiện trong việc hấp thụ ánh sáng trong vùng nhìn thấy của TiO2 dopant Sb đã được nghiên cứu với sự trợ giúp của quang phổ UV-vis. Hoạt tính kháng khuẩn của TiO2 dopant Sb đã được xác minh bằng phương pháp khuếch tán trong môi trường thạch. Tại các nhiệt độ nung khác nhau, các pha khác nhau đã được hiển thị bởi các hạt nano TiO2 dopant Sb. Hình dạng của các hạt nano bị ảnh hưởng bởi các phương pháp tổng hợp. Việc hấp thụ ánh sáng trong vùng nhìn thấy cũng bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ nung. Các hạt nano TiO2 dopant Sb đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn.
Từ khóa
#Ô nhiễm môi trường #vi khuẩn kháng thuốc #nanoparticle #oxit titan #tính kháng khuẩnTài liệu tham khảo
Eskandarloo H, Badiei A (2014) Photocatalytic application of titania nanoparticles for degradation of organic pollutants. In: Aliofkhazraei M (ed.) Nanotechnology for Optics and Sensors, Chap. 4, One Central Press, United Kingdom
Wu B-S, Abdelhamid HN, Wu H-F (2014) Synthesis and antibacterial activities of graphene decorated with stannous dioxide. RSC Adv 4(8):3722–3731
Mohamed RM, McKinney DL, Sigmund WM (2012) Enhanced nanocatalysts. Mater Sci Eng R Rep 73(1):1–13
Kumar S, Saralch S, Jabeen U, Pathak D (2020) Metal oxides for energy applications, Colloid Metal Oxide Nano. Elsevier, Amsterdam, pp 471–504
Sun YF, Liu SB, Meng FL, Liu JY, Jin Z, Kong LT, Liu JH (2012) Metal oxide nanostructures and their gas sensing properties: a review. Sensors 12:2610–2631
Wu Y, Ree TV (2018) Introduction: energy technologies and their role in our life, metal Oxides, Ener Technol, 1–16
Ayodhya D, Perka S, Nambigari NJNR (2018) Sunlight-driven efficient Photocatalytic and antimicrobial Studies of Microwave-assisted Ir-doped TiO2 Nanoparticles for Environmental Safety. Nanochem Res 3:36–49
Huang DG, Liao SJ, Zhou WB, Quan SQ, Liu L, He ZJ, Wan JB (2009) Synthesis of samarium- and nitrogen-co-doped TiO2 by modified hydrothermal method and its photocatalytic performance for the degradation of 4-chlorophenol. J Phys Chem Solids 70:853–859
Linsebigler AL, Lu G, Yates JT (1995) Photocatalysis on TiO2 Surfaces: Principles. Mech Select Results Chem Rev 95:735–758
Kisch H, Macyk W (2002) Visible light photocatalysis by modified titania. Chem Phys Chem 3:399–400
Gupta SM, Tripathi M (2011) A review of TiO2 nanoparticles. Chin Sci Bull 56:1639–1657
Seabra A, Durán N (2015) Nanotoxicology of metal oxide nanoparticles. Metals 5(2):934–975
Bhachu DS, Egdell RG, Sankar G, Carmalt CJ, Parkin IP (2017) Electronic properties of antimony-doped anatase TiO2 thin films prepared by aerosol assisted chemical vapour deposition. J Mater Chem C 5(37):9694–9701
Sharotri N, Sud D (2015) ultrasound assisted synthesis and characterization of visible light responsive nitrogen-doped TiO2 nanomaterials for removal of organic pollutants. Desalin Water Treat 1–13:2015. https://doi.org/10.1080/19443994.2015.1026278
Park JY, Lee DY, Cho NI, Oh YJ (2011) Synthesis and characterization of ruthenium doped TiO2 nanofibers. J Sens Sci Technol 20(2):82–89
Byrne C, Fagan R, Hinder S, McCormack DE, Pillai SC (2016) New approach of modifying the anatase to rutile transition temperature in TiO2 photocatalysts. RSC Adv 6:95232–95238
Sharotri N, Sharma D, Sud D (2019) Experimental and theoretical investigations of Mn-N-co-doped TiO2 photocatalyst for visible light induced degradation of organic pollutants. J Mater Res Technol. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.07.008
Sharotri N, Sud D (2017). Studies on visible light induced photocatalysis by synthesized novel Mn-S co-doped TiO2 for remediation of pollutants, Sep Purif Technol, Online, 2017
Sharotri N, Sud D (2015) Greener approach to synthesize visible light responsive nanoporous S-doped TiO2 with enhanced photocatalytic activity. New J Chem 2015(39):2217
Islam A, Mou JR, Hossain F, Shah AH, Zilani AK, Hossain S (2020) Synthesis and characterization of tetragonal and orthorhombic Sn1-xBaxO2 nanostructures via the spray pyrolysis method. Opt Mater Express 10:3245–3256
Li X, Wu Y, Zhu W, Xue F, Qian Y, Wang C (2016) Enhanced electrochemical oxidation of synthetic dyeing wastewater using SnO2-Sb-doped TiO2-coated granular activated carbon electrodes with high hydroxyl radical yields. Electrochim Acta S0013–4686(16):32027–32028
Lin L, Zheng RY, Xie JL, Zhu YX, Xie YC (2007) Synthesis and characterization of phosphor and nitrogen co-doped Titania. Appl Catal B Environ 76:196–202
Cordoba G, Padilla J, Lara VH, Arroyo R (2002) Influence of manganese ions on the anatase–rutile phase transition of TiO2 prepared by the sol–gel process. Mater Lett 54:397–402
Panda J, Singh UP, Sahu R (2018) Synthesis, characterization of TiO2 nanoparticles for enhancement of electron transport application in DSSC with Cu-BPCA Dye. Mater Sci Eng 410:012008
Carp O, Huisman CL, Reller A (2004) Photoinduced reactivity of titanium dioxide. Prog Solid State Chem 32:33–117
Kayani ZN, Sahar M, Riaz S, Naseem S, Saddiqe Z (2020) Enhanced magnetic, antibacterial and optical properties of Sm doped ZnO thin films: role of Sm doping. Opt Mater 108:110457