Характеристики анатаза TiO2 из песка Тулунгагунг как антибактериального материала
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2022-13-6-640-648
Аннотация
Анатаз TiO2 является материалом, обладающим хорошими фотокаталитическими свойствами. Для синтеза анатаза TiO2 из природного песка Тулунгагунг использовали метод выщелачивания. Синтезированные образцы были охарактеризованы методами TGA, XRD, FTIR, BET, SEM, UV-DRS и протестированы на антибактериальное действие. В этом исследовании фаза анатаза TiO2 уже сформировалась и испытывает три стадии потери массы. По данным ИК-спектроскопии фиксировались валентное колебание группы ОН, деформационная мода воды Ti-OH и Ti-O-Ti при волновых числах от 4000 до 400 см-1. Полученный TiO2 представлял собой мезопористый материал, сферическую форму с размером кристаллитов 58 нм и ширину запрещенной зоны 3.42 эВ. Суспензия анатаз TiO2 с концентрацией 600 мкг/мл может уменьшить количество бактерий Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa. Таким образом, анатаз TiO2 имеет потенциал в качестве антибактериального агента.
Об авторах
Л. Рохмавати
Университет Негери Сурабая
Россия
Россия
. Истикомах
Университет Негери Маланг
Россия
Россия
А. А. Пратама
Университет Негери Сурабая
Россия
Россия
В. Сетьярсих
Университет Негери Сурабая
Россия
Россия
Н. П. Путри
Университет Негери Сурабая
Россия
Россия
. Мунасир
Университет Негери Сурабая
Россия
Россия
. Дарминто
Институт технологий Сепулу Нопембер (ITS)
Россия
Россия
Список литературы
1. Lu P., Huang S., Chen Y., Chiueh L., Shih D.Y. Analysis of Titanium Dioxide and Zinc Oxide Nanoparticles in Cosmetics. J. Food Drug Anal., 2015, 23 (3), P. 587-594.
2. Hayle S.T. Synthesis and Characterization of Titanium Oxide Nanomaterials Using Sol-Gel Method. J. Nanosci. Nanotechnol., 2014, 2 (1), P. 1-7.
3. Khashan K.S., Sulaiman G.M., Abdulameer F.A., Albukhaty S., Ibrahim M.A., Al-Muhimeed T., Alobaid A.A. Antibacterial Activity of TiO2 Nanoparticles Prepared by One-Step Laser Ablation in Liquid. Appl. Sci., 2021, 11 (4623): P. 2-12.
4. Al-Dhahir T.A. Quantitative Phase Analysis for Titanium Dioxide from X-ray Powder Diffraction Data Using the Rietveld Method. Diyala J. for Pure Science, 2013, 9 (2), P. 108-119.
5. Lu´ıs A.M., Neves M.C., Mendonc¸a M.H., Monteiro O.C. Influence of Calcination Parameters on The TiO2 Photocatalytic Properties. Mater. Chem. Phys., 2011, 125 (2), P. 20-25.
6. Piskin S., Palanto¨ken A., Yilmaz M.S. Antimicrobial Activity of Synthesized TiO2 Nanoparticles.Int. Conf. on Emerging Trends in Engineering and Technology (ICETET’2013). Patong Beach, Dec. 7-8, Phuket (Thailand), 2013.
7. Kongsong P., Sikong L., Niyomwas S., Rachpech V. Photocatalytic Antibacterial Performance of Glass Fibers Thin Film Coated with N-Doped SnO2/TiO2. Sci. World J., 2014, 869706.
8. Mahdy S.A., Mohammed W.H., Kareem H.A. The Antibacterial Activity of TiO2 Nanoparticles. J. Univ. Babylon, 2017, 25 (3), P. 955-961.
9. Sa´nchez-Lo´pez E., Gomes D., Esteruelas G., Bonilla L., Lopez-Machado A.L., Cano A., Espina M., Ettecheto M., Camins A., Silva A.M. Metal-based nanopraticles as antimicrobial agents: An overview. Nanomaterials, 2020, 10 (2), 292.
10. Han C., Lalley J., Namboodiri D., Cromer K., Nadagouda M.N. Titanium dioxide-based antibacterial surfaces for water treatment. Curr. Opin. Chem. Eng., 2016, 11, P. 46-51.
11. Setiawati L.D., Rahman T.P., Nugroho D.W., Nofrizal, Ikono R., Suryandaru, Yuswono, Siswanto, Rochman N.T. Ekstraksi Titanium Dioksida (TiO2) Dari Pasir Besi Dengan Metode Hidrometalurgi. Proceeding Seminar Semirata FMIPA, 2013, 1 (1), P. 465-468.
12. Mahdi E.M., Shukor M.H.A., Yusoff M.M.S., Wilfred P. XRD and EDXRF analysis of anatase Nano-TiO2 synthesized from mineral precursors. Adv. Mat. Res., 2013, 620, P. 179-185.
13. Istiqomah, Putri A.N., Patmawati T., Rohmawati L., Setyarsih, W. Ekstraksi Titanium Dioksida (TiO2) Anatase Menggunakan Metode Leaching dari Pasir Mineral Tulungagung. Akta Kimia Indonesia, 2019, 4 (2), P. 145-151.
14. Lalasari L.H., Firdiyono F., Yuwono A.H., Harjanto S., Suharno. Preparation, Decomposition and Characterizations of Bangka-Indonesia Ilmenite (FeTiO3) derived by Hydrothermal Method using Concentrated NaOH Solution. Adv. Mat. Res., 2012, 535-537, P. 750-756.
15. Aristanti Y., Supriyatna Y.I., Masduki N.P., Soepriyanto S. Effect of calcination temperature on the characteristics of TiO2 synthesized from ilmenite and its applications for photocatalysis. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, 478, P. 1-8.
16. Wahyuningsih S., Ramelan A.H., Pramono E., Sulistya A.D., Argawan P.R., Dharmawan F.D. Synthesis of Anatase and Rutile TiO2 Nanostructures from Natural Ilmenite. AIP Conf. Proc., 2016, 1710.
17. Supriyatna Y.I., Astuti W., Sumardi S., Sudibyo, Prasetya A., Ginting L.I.B., Irmawati Y., Asri N.S., Bayu H.T., Petrus M. Correlation of Nano Titanium Dioxide Synthesis and the Mineralogical Characterization of Ilmenite Ore as Raw Material.Int. J. Technol., 2021, 12 (4), P. 749-759.
18. Zablotsky D., Maiorov M.A., Krumina A., Romanova M., Blums E. Role of precursor composition in the polymorph transformations, morphology control and ferromagnetic properties of nanosized TiO2. Condensed Matter - Materials Science, 2021, arXiv:2102.03058.
19. Suliman A.A.M., Isha R., Seman M.N.A., Ahmad A.A., Roslan J. Mesoporous Ce-doped Ti: Ash Photocatalyst Investigation in Visible Light Photocatalytic Water Pretreatment Process. Bull. Chem. React. Eng. Catal., 2020, 15 (2), P. 367-378.
20. Johari N.D., Rosli Z.M., Juoi J. M., Yazid S.A.Comparison on the TiO2 crystalline phases deposited via dip and spin coating using green sol-gel route. J. Mater. Res. Technol., 2019, 8 (2), P. 2350-2358.
21. Bagheri S., Shameli K., Hamid S.B.A. Synthesis and Characterization of Anatase Titanium Dioxide Nanoparticles Using Egg White Solution via Sol-Gel Method. J. Chem., 2013, 2013.
22. Al-Taweel S.S., Saud H.R. New route for synthesis of pure anatase TiO2 nanoparticles via ultrasound assisted sol-gel method. J. Chem. Pharm. Res., 2016, 8 (2), P. 620-626.
23. Dicastillo, Patin˜o C., Palma J.L., Alburquenque D., Escrig J. Novel Antimicrobial Titanium Dioxide Nanotubes Obtained Through a Combination of Atomic Layer Deposition and Electrospinning Technologies. J. Nanomater., 2018, 8 (128), P. 1-17.
24. Chen N., Deng D., Li Y., Xing X., Xiao X., Wang Y. TiO2 nanoparticles functionalized by Pd nanoparticles for gas-sensing application with enhanced butane response performances. Sci. Rep., 2017, 7 (7692), P. 1-11.
25. Kil H., Jung Y., Moon J., Song J., Lim D., Cho S. Glycothermal Synthesis and Photocatalytic Properties of Highly Crystallized Anatase TiO2 Nanoparticles. J. Nanosci. Nanotechnol., 2015, 15 (8), P. 6193-6200.
26. Mosquera-Pretelt J., Mejia M.I., Marin J.M. Synthesis and Characterization of Photoactive S-TiO2 from TiOSO4 Precursor Using an Integrated Sol-Gel and Solvothermal Method at Low Temperatures. J. Adv. Oxid. Technol., 2018, 21 (1).
27. Mendoza-Anaya D., Salas P., Chavez C.A., Pe´rez-Herna´ndez R. Microstructural characterization and morphology of TiO2 for thermoluminescent applications. Rev. Mex. Fis., 2003, 1 (50), P. 12-16.
28. Dodoo-Arhin D., Buabeng F.P., Mwabora J.M., Amaniampong P.N., Agbe H., Nyankson E., Obada D.O., Asiedu N.Y. The effect of titanium dioxide synthesis technique and its photocatalytic degradation of organic dye pollutants. Heliyon, 2018, 4 (7).
29. Dong F., Zhao W., Wu Z., Guo S. Band structure and visible light photocatalytic activity of multi-type nitrogen doped TiO2 nanoparticles prepared by thermal decomposition. J. Hazard. Mater., 2009, 162 (2-3), P. 763-770.
30. Huang M., Xu C., Wu Z., Huang Y., Lin J., Wu J. Photocatalytic discolorization of methyl orange solution by Pt modified TiO2 loaded on natural zeolite. Dyes Pigm., 2008, 77 (2008), P. 327-334.
31. Sing K.S.W., Everett D.H., Haul R.A.W., Moscou L., Pieroti R.A., Rouquerol J., Siemieniewska T. Reporting Physisorption Data for Gas/Solid Systems with Special Reference to the Determination of Surface Area and Porosity. Pure & Appl. Chem., 1985, 57 (4), P. 603-619.
32. Liu Y., Wang X., Yang F., Yang X. Excellent antimicrobial properties of mesoporous anatase TiO2 and Ag/TiO2 composite films. Microporous Mesoporous Mater., 2008, 114 (1-3), P. 431-439.
33. Naik K., Chatterjee A., Prakash H., Kowshik M. Mesoporous TiO2 Nanoparticles Containing Ag Ion with Excellent Antimicrobial Activity at Remarkable Low Silver Concentrations. J. Biomed. Nanotechnol., 2013, 9 (4), P. 664-673.
34. Budi C.S., Kartini I., Rusdiarso B. Synthesis of mesoporous titania by potato starch templated sol-gel reactions and its characterization. Indo. J. Chem., 2010, 10 (1), P. 26-31.
35. Lan K., Wang R., Zhang W., Zhao Z., Elzatahry A., Zhang X., Liu Y., Al-Dhayan D., Xia Y., Zhao D. Mesoporous TiO2 microspheres with precisely controlled crystallites and architectures. Chem., 2018, 4 (10), P. 2436-2450.
36. Pal A., Pehkonen S.O., Yu L.E., Ray M.B. Photocatalytic inactivation of Gram-positive and Gram-negative bacteria using fluorescent light. J. Photochem. Photobiol. A, 2007, 186 (2-3), P. 335-341.
37. Liu Y., Zhu X., Yuan D., Wang W., Gao L. Preparation and characterization of TiO2 based on wood templates. Scientific Report, 2020, 10, 12444.
38. Fu G., Vary P.S., Lin CT. Anatase TiO2 Nanocomposites for antimicrobial coatings. J. Phys. Chem. B, 2005, 109 (18), P. 8889-8898.
39. Alhadrami H.A., Baqasi A., Iqbal J., Shoudri R.A.M., Ashshi A.M., Azhar E.I., Al-Hazmi F., Al-Ghamdi A., Wageh S. Antibacterial Applications of Anatase TiO2 Nanoparticle. Am. J. Nanomater. (Print), 2017, 5 (1), P. 31-42.
40. Valgas C., Machado de Souza S., Smaˆnia E.F.A., Smaˆnia Jr. A. Screening methods to determine antibacterial activity of natural products. Braz. J. Microbiol., 2007, 38, P. 369-380.
41. Xing Y., Li X., Xu Q., Che Z., Li W., Bai Y., Li K. Effect of TiO2 nanoparticles on the antibacterial and physical properties of polyethylene-based film. Prog. Org. Coat., 2012, 73 (2-3), P. 219-224.
42. Makowski A., Wardas W. Photocatalytic degradation of toxins secreted to water by cyanobacteria and unicellular algae and photocatalytic degradation of the cells of elected microorganisms. Current Topics in Biophysics, 2001, 25 (1), P. 19-25.
Рецензия
Для цитирования:
Рохмавати Л., Истикомах , Пратама А.А., Сетьярсих В., Путри Н.П., Мунасир , Дарминто Характеристики анатаза TiO2 из песка Тулунгагунг как антибактериального материала. Наносистемы: физика, химия, математика. 2022;13(6):640-648. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2022-13-6-640-648
For citation:
Rohmawati L., Istiqomah , Pratama A.A., Setyarsih W., Putri N.P., Munasir , Darminto The characteristics of TiO2 anatase from tulungagung sand as an antibacterial material. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2022;13(6):640-648. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2022-13-6-640-648
Просмотров:
4
Послать статью по эл. почте 