سنتز نانوکامپوزیت سه هسته ای روی/آهن/مس در بستر زئولیت کلینوپتیلولیت با استفاده از واکنشهای جایگزینی گالوانیکی و بررسی اثر ضد باکتریایی آن در محیطهای آبی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

4 آزمایشگاه مرکزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

5 گروه مهندسی شیمی- دانشگاه صنعتی ارومیه-ارومیه- ایران

چکیده

تصفیه و باکتری‌زدایی آب‌های آلوده به میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، از جمله مسائل مهمی محسوب می‌شود که سلامت جوامع بشری بدان وابسته است. در سال‌های اخیر، روش‌های مختلفی برای میکروب‌زدایی آب‌ها ارائه شده است که در این میان استفاده از زئولیت‌ها یک روش کاربردی و مهم است. ورود هر اتم آلومینیوم به داخل ساختار واحد چهاروجهی (جایگزین‌شده با اتم سیلیس) باعث ایجاد یک بار منفی در چهارچوب زئولیت می‌گردد که باید توسط کاتیون‌های خارج از چارچوب خنثی گردند. در این پژوهش، به بررسی اصلاح زئولیت کلینوپتیلولیت از طریق تبادل یون و وارد کردن یون‌هایی با اثر آنتی‌باکتریال نظیر مس، روی و آهن، کاهیدن آن‌ها با استفاده از سدیم بروهیدرید و تبدیل آن‌ها به نانوذرات فلزات دارای اثر آنتی‌باکتریال، پرداخته شده است. نتایج حاصل، نشان‌دهنده‌ی خواص آنتی‌باکتریال ذرات مس درون نانوکامپوزیت سه هسته‌ای (روی/آهن/مس) در بسترزئولیت کلینوپتیلولیت می‌باشد. برای اثبات مراحل مختلف کار از تکنیک‌های XRD، FT-IR، TEM و FE-SEM استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis of three-nucleus zinc/ iron/ copper nanocomposite on the clinoptilolite bed using galvanic replacement reactions and its antibacterial effect in aquatic environments

نویسندگان [English]

  • Farshad Rahimi 1
  • Farshad Kheiri 2
  • Iraj Mirzaee 3
  • Mohammad Sirousazar 1
  • Farhad Farhangpazhuh 4
  • Elham Jannatdoust 5
1 Department of Chemical Engineering, Urmia University of Technology, Urmia, Iran
2 Department of Chemical Engineering, Urmia University of Technology, Urmia, Iran.
3 Mechanics Department, Urmia University, Urmia, Iran
4 Central laboratory, Urmia University, Urmia, Iran
5 Chemical Engineering Faculty, Urmia University of Technology, Urmia, Iran
چکیده [English]

Galvanic replacement reactions are a special method for the synthesis of multi-nucleus nanoparticles of various metals within the bed of clinoptilolite. In this method, first, zinc metal cation (Zn +2) after replacing on the clinoptilolite bed was reduced to zinc metal nanoparticles using sodium borohydride salt. Then, the iron (Fe +2) and copper (Cu +2) salts with zinc metal nanoparticles were located on the clinoptilolite bed participate in the oxidation and reduction reactions by citing the potential of various cations in the electrochemical series. The result of these reactions is the formation of deposits of iron and copper nanoparticles on zinc nanoparticles. The selection of appropriate concentrations of cations and determination of the cause of stopping the growth of nanoparticles in each step was carried out by determining appropriate concentrations. XRD, FT-IR, TEM and SEM techniques were used to prove the various stages of work. The effect of the presence and absence of clinoptilolite on increasing the antimicrobial properties of zinc/ iron/ copper three-nucleus nanocomposites and also stability in aquatic environments using bacterial E-coli and Pasteurella specimens have been investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Replacement reactions
  • Clinoptilolite zeolite
  • Three-nucleus nanocomposite
  • Antibacterial

مراجع

[1] M. Banoee, S. Seif, Z. E. Nazari, P. Jafari-Fesharaki, H. R. Shahverdi, A. Moballegh, J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 93 (2010) 557.
[2] J. Hrenovic, J. Milenkovic, N. Daneu, R. M. Kepcija, and N. Rajic, Chemosphere, 88 (2012) 1103.
[3] M. Esmhosseini,  S. Solatifar,  A. Mirzanejad,  N. Solatifar, Journal Of Applied Chemistry, 3 (1387) 13, in Persian. 
[4] Y. Han, W. Li, M. Zhang, and K. Tao, Chemosphere, 72 (2008) 53.
[5] E. Yousefi, M. Rafienia, H. Fazeli, M. Z. Kasai, Journal of Isfahan Medical School, 31 (1392) 830, in Persian.
[6] S. Zavareh, Z. Farrokhzad, F. Darvish, Ecotoxicology and Environmental Safety, 155 (2018) 1.
[7] T. Maeda and Y. Nose, Artificial organs, 23 (1999) 129.
[8] C. Marambio-Jones, E. M. Hoek, Journal of Nanoparticle Research, 12 (2010) 1531.
[9] S.S. Sadat Hosseini, M. Esmhosseini, S. Khezri, F. Ghanbari Taloki, A. Khosravi, Journal Of Applied Chemistry, 11 (1395) 39.
[10] S. Imazato, Dental Materials, 19 (2003) 449.
[11] E. b. S. Kulprathipanja, "Zeolites in Industrial Separation and Catalysis," 2010, ISBN: 978-3-527-32505-4.
[12] A. Abusafa, H. Yucel, Separation and Purification Technology, 28 (2002) 103.
[13] H. Kargar, A. Adabi Ardakani, N. Feizi, Journal Of Applied Chemistry, 14 (1398) 9, in Persian. 
[14] M. Kragovic, A. Dakovic, Z. Sekulic, M. Trgo, M. Ugrina, J. Peric, Applied Surface Science, 58 (2012) 3667.
[15] M. A. Oliver-Tolentino, A. Guzman-Vargas, E. M. Arce-Estrada, D. Ramírez-Rosales, A. Manzo-Robledo, and E. Lima, Journal of Electroanalytical Chemistry, 692 (2013) 31.
[16] H. Liu, S. Peng, L. Shu, T. Chen, T. Bao, and R. L. Frost, Journal of Colloid and Interface Science, 390 (2013) 204.
[17] F. Hasan, R. Singh, G. Li, D. Zhao, and P. A. Webley, Journal of Colloid and Interface Science, 382 (2012)1.
[18] Kh. B. Ayaz Ahmed, Th. Raman, A. Veerappan, Materials Science and Engineering: C, 68 (2016) 939.
[19] Q. Xie, J. Xie, Z. Wang, D. Wu, Z. Zhang, and H. Kong, Microporous and Mesoporous Materials, 179 (2013) 144.
[20] R. Aryan, B. Ghasemi, H. Beyzaei, M. Najimi, Journal of Fasa University Medical Science, 2 (1395) 162, in Persian.
[21] Z. Soltaninejad, E. Pirali Kheirabadi, F. Nikhoukhah, Fisheries Science and Technology, 3 (1395) 65, in Persian.
[22] A. Sharifi, T. Seifi, A. Mohammadzadeh, Scientific Journal of Ilam University of Medical Sciences, 23 (1394) 202, in Persian.
[23] K. Malachová, P. Praus, Z. Rybková, and O. Kozák, Applied Clay Science, 53 (2011) 642.
[24] M. Mirhendi, G. Emtiazi, and R. Roghanian, Jundishapur Journal of Microbiology, 6 (2013) E10254.
[25] J. Hrenovic, J. Milenkovic, T. Ivankovic, and N. Rajic, J Hazard Mater, 201-202 (2012) 260.
[26] F. Shirvani, E. Farajolahi, S. Bakhteyari, and A. Ogunseitan, Journal of Environmental Science and Health, Part B , 49, (2014) 4.
[27] Y. Hei, H. Lin, B. Li, and J. Liu, chemical Engineering Journal  , 347, (2018) 669.
[28] J. Behin, A. Shahreyarifar, and H. Kazemeian, chemical Engineering Technology , 39, (2016) 12.
[29] A. A.Alswat, M. Bin Ahmad, T. A.Saleh, M. Z. Bin Hussein, N. Azowa Ibrahima, Materials Science and Engineering: C, 68 (2016) 505.
[30] A.A. Alswat, M. Bin Ahmad, M. Zobir Hussein, N. Azowa Ibrahim, T.A. Saleh, journal of colloid and interface science, 33 (2017) 889.
شیمى کاربردى روز
دوره 15، شماره 56
مهر 1399
صفحه 149-162

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار