خاصیت ضد میکروبی و فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت بنتونیت/دی اکسید تیتانیوم دوپ شده با نقره

یکی از کاربردهای مهم نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم در از بین بردن میکروارگانیسم های مولد فساد در مواد غذایی و آب آشامیدنی  و تصفیه فاضلاب می باشد.

نانوکامپوزیت های بنتونیت /دی اکسید تیتانیوم خالص و دوپ شده 3، 5 10 درصد نقره با روش روش نمک مذاب تهیه شد. در این پژوهش از خاصیت میکروب کشی نانوکامپوزیت بنتونیت /دی اکسید تیتانیوم دوپ شده با نقره استفاده شد و میزان تاثیر آن را بر روی دو میکروارگانیسم شاخص مولد فساد در مواد غذایی یعنی اشرشیا کلیو استافیلوکوکوس اوریوستحت نور ماوراءبنفش و مریی مورد آزمون قرار گرفت. همچنین، فعالیت فتوکاتالیستی این نانوکامپوزیت ها برای حذف آلاینده ی رنگی متیل اورانژ نیز بررسی شد. نانوکامپوزیت های تهیه شده توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی، تجزیه و تحلیل عناصر و طیف سنجی بازتابی شناسایی شدند.

یافته ها: 

تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی تجمع نانوذرات کروی دی اکسید تیتانیوم تشکیل شده بر روی سطح بنتونیت را نشان می داد. بر اساس آنالیز پراش اشعه ایکس با روش ارایه شده در این تحقیق سنتز نانوذرات دی اکسید تیتانیوم با فاز آناتاز با اندازه کمتر از 50 نانومتر میسر شد. آنالیز عنصری نشان گر حضور یون نقره در ساختار نانوکامپوزیت های بنتونیت/دی اکسید تیتانیوم بود. با توجه به نتایج طیف سنجی بازتابی، افزایش مقدار نقره دوپ شده در نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم/بنتونیت باعث افزایش جذب قابل ملاحظه نور مریی شد. بر اساس نتایج حاصله، بنتونیت هیچ خاصیت ضد میکروبی نداشت. نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم /بنتونیت نیز خاصیت ضد میکروبی ضعیفی از خود نشان داد. دوپ کردن نقره موجب تقویت قابل ملاحظه خاصیت ضد میکروبی در مقایسه با نانوکامپوزیت خالص شد. این مطالعه همچنین نشان داد که فوتوکاتالیست های تهیه شده تاثیر ضدعفونی بیشتری بر روی باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس اوریوس نسبت به باکتری گرم منفی اشرشیا کلی داشند. یافته های فعالیت فتوکاتالیستی نشان دادند که دوپینگ نقره به مقدار 5 درصد وزنی بیشترین درصد حذف متیل اورانژ را داشته است. این امر به دلیل افزایش قابلیت جذب نور به دلیل حضور یون های نقره می باشد.

بحث و نتیجه گیری: 

فعالیت ضد باکتریایی و فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت های دی اکسیدتیتانیوم/بنتونیت در اثر افزودن نقره به شدت افزایش می یابد. دلیل این امر را می توان به رهش یون های نقره از نانوکامپوزیت ها و افزایش تولید رادیکال های آزاد و اکسیژن فعال در اثر افزایش فعالیت فتوکاتالیستی در اثر کاهش شکاف انرژی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم موجود در نانوکامپوزیت ها ارتباط داد.