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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo das propriedades fotocataliticas e bactericidasdo composito O Ag3PO4/NiCo- METAL-ORGANIC FRAMEWORK irradiado por diodo emissor de luz branca
Autor: Morais, Marcelo Lopes de
Primeiro orientador: Luz Júnior, Geraldo Eduardo da
Resumo: Atualmente, os microrganismos resistentes patogênicos como: vírus, bactérias, fungos e protozoários são uma ameaça cada vez mais evidente devido a contaminação da água por poluentes orgânicos, sendo necessário o desenvolvimento de novos materiais com propriedades bactericidas para o tratamento da água contaminada. Nesse sentido, o objetivo do trabalho, foi sintetizar cristais de fosfato de prata (Ag3PO4) e nano folhas de metalorganic framework de níquel e cobalto (NiCo- MOF) para produzir compósitos de Ag3PO4/NiCo-MOF para verificar a atividade fotocatalítica e bactericida. Dessa forma, o Ag3PO4 foi sintetizado pelo método de controle cinético e o NiCo-MOF pelo método de ultrassonicação, os compósitos foram sintetizados misturando os materiais puros em diferentes proporções. A caracterização estrutural, óptica e morfológica dos materiais foram obtidas por difração de raios-x (DRX), espectroscopia por reflectância difusa (ERD), Infra- Vermelho por transformada de Fourier (IV-TF), Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG). Para determinar a eficiência fotocatalítica foram realizados ensaios fotocatalíticos com o corante Rodamina B e capturadores de radicais para identificar quais espécies reativas são mais prevalentes. Os ensaios de atividade bactericida foram realizados utilizando as bactérias Staphylococcus aureus (S. aureus) ATCC 29213 e Escherichia coli (E. coli) ATCC 25922, pelo método de diluição seriada em microplacas de 96 poços, incubado por 24h com e sem luz, para determinação da concentração mínima inibitória (MIC) e concentração bactericida mínima (CBM). Os padrões de difração de raios-X (DRX) do Ag3PO4 confirmam a formação dos cristais sem fase deletéria, o padrão de DRX do NiCo-MOF apresenta os sinais da fase Ni-MOF, o DRX dos compósitos apresentam apenas os planos do Ag3PO4, devido à baixa intensidade de difração do NiCo-MOF, o deslocamento dos planos de difração, indica interação entre as estruturas. Os espectros de infravermelho por transformada de Fourier (IV-TF) exibiram os principais modos vibracionais de cada estrutura. As imagens de Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG) mostram a morfologia tetraédrica predominante para o Ag3PO4, e folhas para o NiCo-MOF, o Ag3PO4/NiCo-MOF exibiu a presença das duas morfologias. Na ERD, os materiais exibiram valores de energia de band gap entre 2,32 eV e 3,60 eV, sendo o Ag3PO4 o material com menor valor. Os testes de degradação do corante Rodamina B, realizados sob irradiação de Diodos Emissores (LEDs) do Ag3PO4 puro apresentou degradação de 98,9% em 15 minutos, já o Ag3PO4/UMOFNs 5% apresentou degradação de 99,5% em 20 minutos. As bactérias apresentaram maior suscetibilidade na presença do Ag3PO4 com valores de Concentração Bactericida Mínima (MBC) de 64 􀈝g/mL quando irradiado por LED branco (􀈜max: 460, 500 e 625 nm). O compósito Ag3PO4/NiCo-MOF-5% quando incubado sem luz, apresentou valor MBC de 64 􀈝g/mL (Staphylococcus aureus) e 32 􀈝g/mL (Escherichia coli). A melhor atividade do Ag3PO4 quando incubado sob luz está relacionada com a formação de espécies reativas de oxigênio, e a ação bactericida do compósito pode estar relacionada com a liberação controlada de íons de prata na solução, ocorrendo danos na membrana bacteriana em ambos os casos.
Abstract: Nowadays, pathogenic resistant microorganisms such as viruses, bacteria, fungi, and protozoa are an increasingly evident threat due to the contamination of water by organic pollutants, making it necessary to develop new materials with bactericidal properties for the treatment of contaminated water. This work aimed to synthesize silver phosphate (Ag3PO4) crystals and nickel and cobalt metalorganic framework (NiCo-MOF) nanosheets to produce Ag3PO4/NiCo-MOF composites to check their photocatalytic and bactericidal activity. Ag3PO4 was synthesized using the kinetic control method and NiCo-MOF using the ultrasonication method. The composites were synthesized by mixing the pure materials in different proportions. The structural, optical, and morphological characterization of the materials was carried out using X-ray Diffraction (XRD), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS), Infrared Fourier Transform (IR-FT), and field emission scanning electron microscopy (SEM-FEG). To determine the photocatalytic efficiency, photocatalytic tests were carried out with the dye Rhodamine B and radical scavengers to identify which reactive species are most prevalent. Bactericidal activity tests were carried out using the bacteria Staphylococcus aureus (S. aureus) ATCC 29213 and Escherichia coli (E. coli) ATCC 25922, using the serial dilution method in 96-well microplates, incubated for 24 hours with and without light, to determine the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC). The X-ray Diffraction (XRD) patterns of Ag3PO4 confirm the formation of crystals without a deleterious phase, the XRD pattern of NiCo- MOF shows the signals of the Ni-MOF phase, the XRD of the composites shows only the Ag3PO4 planes, due to the low diffraction intensity of NiCo-MOF, the displacement of the diffraction planes indicates interaction between the structures. Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectra showed the main vibrational modes of each structure. Field Emission Scanning Electron Microscopy (SEM-FEG) images show the predominant tetrahedral morphology for Ag3PO4, and sheets for NiCo-MOF, and Ag3PO4/NiCo-MOF showed the presence of both morphologies. In the DRS, the materials showed band gap energy values between 2.32 eV and 3.60 eV, with Ag3PO4 being the material with the lowest value. The Rhodamine B dye degradation tests carried out under LED irradiation of pure Ag3PO4 showed 98.9% degradation in 15 minutes, while Ag3PO4/UMOFNs 5% showed 99.5% degradation in 20 minutes. The bacteria showed greater susceptibility in the presence of Ag3PO4 with Minimum Bactericidal Concentration (MBC) values of 64 􀈝g/mL when irradiated by white LED (􀈜max: 460, 500, and 625 nm). The Ag3PO4/NiCo-MOF-5% composite, when incubated without light, showed an MBC value of 64 􀈝g/mL (Staphylococcus aureus) and 32 􀈝g/mL (Escherichia coli). The better activity of Ag3PO4 when incubated under light is related to the formation of reactive oxygen species, and the bactericidal action of the composite may be related to the controlled release of silver ions into the solution, causing damage to the bacterial membrane in both cases.
Palavras-chave: Poluição.
Ag3PO4
NiCo-MOF
Bactericida
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Piauí
Sigla da instituição: UESPI
Departamento: Centro de Ciências da Natureza
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: MORAIS, Marcelo Lopes de. Estudo das propriedades fotocataliticas e bactericidasdo composito O Ag3PO4/NiCo- METAL-ORGANIC FRAMEWORK irradiado por diodo emissor de luz branca. 2023. 66 p. Dissertação(Programa de Pós-Graduação em Química) - Universidade Estadual do Piauí, Teresina, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/522
Data de defesa: 14-Dez-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Química

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