روشی سریع و جدید برای ساخت نانوکامپوزیتهای بنتونیت/دی اکسید تیتانیوم با خاصیت بازدارندگی رشد میکروبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سراب

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

 یکی از روشهای مدرن برای گندزدایی آب استفاده از نانوفناوری می باشد. مشکل اصلی در استفاده از این فناوری جهت گندزدایی آب، در دسترس بودن تولیدکنندگانی است که بتوانند مقادیر فراوانی از نانومواد را با قیمت مناسب و کیفیت مطلوب تامین کنند. برای تحقق این امر، تحقیق حاضر روشی ساده و ارزان را ارائه می‌کند. بدین منظور، نانوکامپوزیتهای دی‌اکسیدتیتانیوم/ بنتونیت از طریق قراردادن بنتونیت در دی‌اکسیدتیتانیوم در دماهای 500، 600 و  Cº 700 بمدت 30 و 60 دقیقه تهیه شدند. برای سنتز این نانوکامپوزیت از هیچ عامل احیا کننده و یا ماده شیمیایی به غیر از دی‌اکسیدتیتانیوم استفاده نشد. نانوکامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/ بنتونیت ساخته شده توسط میکروسکوپ الکترونی، اسپکتروفتومتر، تفرق اشعه ایکس و طیف نگاری فلوئورسانس اشعه ایکسمورد ارزیابی قرار گرفتند. با روش ارائه شده در این تحقیق سنتز نانوذرات با اندازه تقریباً یکنواحت حدود 6/99 –7/96 نانومتر و تثبیت همزمان آنها بر روی پایه بنتونیتی در زمانی کمتر از 60 دقیقه میسر شد.  آنالیز تفرق اشعه ایکس نشانگر این موضوع بود که نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم سنتز شده دارای فاز آناتاز می‌باشد. بررسی خواص ضدمیکروبی این نانوکامپوزیت نشانگر توانایی بازدارندگی رشد آنها بر ضد باکتری اشرشیا کلی و استافیلو کوکوس اورئوس بود .
 

کلیدواژه‌ها


1. M. Moritz and M. Geszke-Moritz, The newest achievements in synthesis, immobilization and practical applications of antibacterial nanoparticles, Chemical Engineering Journal, 228 (2013) 596–613.
2. L. Zhao, H. Wang, K. Huo, L. Cui, W. Zhang, H. Ni, Y. Zhang, Z. Wu and P. K. Chu, Antibacterial nano-structured titania coating incorporated with silver nanoparticles, Biomaterials, 32 (2011) 5706-5716.
3. A. Top and S. Ulku, Silver, zinc and copper exchange in a Na-clinoptilolite and resulting effect on antibacterial activity, Appl. Clay Sci., 27 (2004) 13–19.
4. G. Özdemir, M. H. Limoncu and S. Yapar, The antibacterial effect of heavy metal and cetylpyridinium-exchanged montmorillonites, Appl. Clay Sci, 48 (2010) 319–323.
5. K. Kawahara, K. Tsuruda, M. Morishita and M. Uchida, Antibacterial effect of silver zeolite on oral bacteria under anaerobic conditions, Dent. Mater, 16 (2000) 452–455.
6. Y. Wang, X. Xue and H. Yang, Modification of the antibacterial activity of Zn/TiO2 nano-materials through different anions doped, Vacuum, 101 (2014) 193-199
7. K. Chen, J. Li, W. Wang, Y. Zhang, X. Wang and H. Su, The preparation of vanadium-doped TiO2–montmorillonite nanocomposites and the photodegradation of sulforhodamine B under visible light irradiation, Applied Surface Science, 257 (2011) 7276–7285.
8. J. Liu, X. Li, S. Zuo and Y. Yu, Preparation and photocatalytic activity of silver and TiO2 nanoparticles/montmorillonite composites, Applied Clay Science, 37 (2007) 275–280.
9. U. diebold, Structure and properties of TiO2 surfaces, a brief review, Appl. Phys. A 76 (2002)1–7.
10. C. Wei, W. Y. Lin, Z. Zainal, N. E. Williams, K. Zhu, A. P. Kruzic, R. L. Smith and K. Rajeshwa, Bactericidal Activity of TiO2 Photocatalyst in Aqueous Media: Toward a Solar-Assisted Water Disinfection System, Environmental Science and Technology, 28 (2002) 934-938.
11. F. Chen, X. Yang, F. Xu, Q, Wu and Y. Zhang, Photocatalytic Bactericidal Effect and Organic Matter Degradation of TiO2 Part I: Observation of Phenomena, Environment Science and Technology, 43 (2009)1180-1184.
12. P. Maness, S. h. Smolinski, D. M. Blake, Z. h. Huang, E. J. Wolfrum and W. A. Jacoby, Bacterial Activity of PhotocatalyticTiO2
Reaction: toward an understanding of its killing mechanism, Applied and Environmental Microbiology, 65 (1999) 4094-4098.
13. W. Zhang, L. Zou and L. Wang, Photocatalytic TiO2/adsorbent nanocomposites prepared via wet chemical impregnation for wastewater treatment: A review, Applied Catalysis A: General, 371 (2009) 1–9
14. A. Y. Shan, T. I. M. Ghazi, S. A. Rashid, Immobilisation of titanium dioxide onto supporting materials in heterogeneous photocatalysis: A review, Applied Catalysis A: General, 389 (2010) 1–8.
15. P. Malakul, K. R. Srinivasan and H. Y. Wang, Metal adsorption and desorption
characteristics of surfactant-modified clay complexes, Ind. Eng. Chem, 37 (1998) 4296-4301.
16. A. Kubacka, C. Serrano, M. Ferrer, H. Lundsford, P. Bielecki, M. L. Cerrada, M. Fernandez-Garcıa and M. Fernandez-Garcia, High-performance dual-action polymer-TiO2 nanocomposite films via melting processing, Nano Lett., 7 (2007) 25-29.
17. A. Kubacka, M. L. Cerrada, C. Serrano, M. Ferna´ndez-Garcı´a, M. Ferrer, M. Ferna´ndez-Garcı´a, Light-driven novel properties of TiO2-modified polypropylene-based nanocomposite films, Nanosci. Nanotechnol, 8 (2008) 32-41.
18. A. Kubacka, M. Ferrer, M. L. Cerrada, C. Serrano, M. Sa´nchez-Chaves, M. Ferna´ndez-Garcı´a, A. de Andre´s, R. J. Jime´nez-Riobo´o, F. Ferna´ndez-Martı´n and M. Ferna´ndez-Garcı´a, Boosting TiO2-anatase antimicrobial activity: Polymer-oxide thin Films. Appl. Catal. B: Environ., 89 (2009) 441–447.
19. Z. W. Dong, X. C. Yang, Z. H. Li, J. X. Xu, K. J. Liu, C. F. Zhang, G. J. You, Y. L. Yan and S. X. Qian, Ultrafast dynamics of copper nanoparticles embedded in soda-lime silicate glass fabricated by ion exchange, Thin Solid Films, 517 (2009) 6046–6049.

20. Y. Ti, F. Qiu, Y. Cao, L. Jia, W. Qin, J. Zheng and Gerald Farrell, Photoluminescence of copper ion exchange BK7 glass planar Waveguides, Mater. Sci., 43 (2008) 7073–7078.
21 . قربان پور محمد، تاثیر ضخامت و دمای حرارت دهی بر
روی مورفولوژی و پاسخ تشدید پلاسمون سطح متمرکز
نانوساختار دولایه طلا/نقر،ه علوم و مهندس سطح ، 22 ( 1393 )
63 - 70 .
22. G. Fu, P. S. Vary and C. T. Lin, Anatase TiO2 Nanocomposites for Antimicrobial Coatings, Phys. Chem. B, 109 (2005) 8889-8898.
23. E. Rossetto, D. I. Petkowicz, J. H. Z. dos Santos, S. B.C. Pergher and F. G. Penha, Bentonites impregnated with TiO2 for photodegradation of methylene blue, Applied Clay Science, 48 (2010) 602–606.
24. S. Ghodke, S. Sonawane, R. Gaikawad and K. C. Mohite, Tio2/Nanoclay Nanocomposite for Phenol Degradation in Sonophotocatalytic Reactor, Chemical Engineering, 90 (2012) 1153-1159.
25. Ghorbanpour M., Synthesis, characterization, and antimicrobial activity of alkaline ion exchanged Zn/bentonite nanocomposites, Central South University, acepted23(4)787-792.