Publicação: Avaliação do potencial antimicrobiano e fotocatalítico, no visível, da heterojunção Ag3PO4@Ag2WO4
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Data
2024-11-19
Autores
Orientador
Grandini, Carlos Roberto 
Coorientador
Pós-graduação
Ciência e Tecnologia de Materiais - FC/FCAT/FCLAS/FCT/FEB/FEC/FEG/FEIS/IBB/ICE/ICTS/IQAR
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Os contaminantes emergentes (CE) são compostos orgânicos sintéticos que vêm recebendo atenção especial nos últimos anos devido aos seus riscos potenciais para os seres vivos e ambientes aquáticos. A crescente preocupação mundial com o meio ambiente impulsionou o desenvolvimento de tecnologias alternativas voltadas ao tratamento desses poluentes. Diversos catalisadores vêm sendo empregados na degradação de CE, destacando-se os que possuem alta atividade fotocatalítica sob luz visível. O fosfato de prata (Ag3PO4) é amplamente pesquisado devido à sua alta atividade fotocatalítica na descontaminação de efluentes contendo compostos orgânicos, inorgânicos e microrganismos. No entanto, sua baixa estabilidade química durante o processo de fotocatálise tem limitado sua aplicação. Estudos recentes mostraram que as propriedades fotocatalíticas do Ag3PO4 e sua estabilidade química podem ser significativamente melhoradas pela combinação com outros materiais, como o tungstato de prata (Ag2WO4), que conferem melhorias catalíticas e antimicrobianas. Neste trabalho, foram investigadas as propriedades catalíticas do Ag3PO4 combinado com microcristais de Ag2WO4, sob irradiação de luz visível, sintetizados pelo método de coprecipitação assistida por hidrotermal. Os materiais foram sintetizados com diferentes proporções de Ag3PO4 (5%, 10%, 15%, 20% e 25%) e, apresentaram resultados que confirmam a eficiência do método de síntese proposto, com a identificação clara dos modos vibracionais característicos dos materiais puros e evidências da interação entre Ag3PO4 e Ag2WO4. As imagens obtidas por MEV indicaram recristalização do Ag3PO4, enquanto os valores de bandgap confirmaram a forte absorção de fótons dos materiais nas regiões UVA e visível. Destacou-se a amostra com 25% de Ag3PO4, que apresentou redução do bandgap em comparação ao Ag2WO4 puro. Nos ensaios fotocatalíticos, os percentuais mais elevados de degradação do corante Rhodamina B (RhB) foram observados para as amostras com 20%, 25% e 100% de Ag3PO4, confirmando a alta eficiência dessas amostras na oxidação de moléculas orgânicas sob radiação visível. Adicionalmente, os ensaios antimicrobianos demonstraram que as amostras com 15% e 25% de Ag3PO4 apresentaram a melhor performance frente às bactérias Gram-positivas (Staphylococcus aureus) e Gram-negativas (Pseudomonas aeruginosa), respectivamente. A inativação bacteriana foi atribuída à mobilidade de íons prata, especialmente dos clusters [AgO2], e à fagocitose dos microcristais, que interrompem funções biológicas vitais dos microrganismos.
Resumo (inglês)
Emerging contaminants (ECs) are synthetic organic compounds that have received special attention in recent years due to their potential risks to living organisms and aquatic environments. The growing global concern about the environment has driven the development of alternative technologies aimed at treating these pollutants. Several catalysts have been employed in the degradation of ECs, with those exhibiting high photocatalytic activity under visible light standing out. Silver phosphate (Ag3PO4) has been widely studied due to its high photocatalytic activity in the decontamination of effluents containing organic compounds, inorganic substances, and microorganisms. However, its low chemical stability during the photocatalysis process has limited its application. Recent studies have shown that the photocatalytic properties and chemical stability of Ag3PO4 can be significantly improved by combining it with other materials, such as silver tungstate (Ag2WO4), which enhances catalytic and antimicrobial properties. In this study, the catalytic properties of Ag3PO4 combined with Ag2WO4 microcrystals under visible light irradiation were investigated. The materials were synthesized using the hydrothermal-assisted coprecipitation method with different proportions of Ag3PO4 (5%, 10%, 15%, 20%, and 25%). The results confirmed the efficiency of the proposed synthesis method, with clear identification of the vibrational modes characteristic of the pure materials and evidence of interaction between Ag3PO4 and Ag2WO4. SEM images indicated recrystallization of Ag3PO4, while bandgap values confirmed the strong photon absorption of the materials in the UVA and visible regions. The sample with 25% Ag3PO4 showed a reduction in bandgap compared to pure Ag2WO4. In photocatalytic tests, the highest degradation rates of Rhodamine B (RhB) dye were observed for samples with 20%, 25%, and 100% Ag3PO4, confirming the high efficiency of these samples in oxidizing organic molecules under visible radiation. Additionally, antimicrobial assays demonstrated that the samples with 15% and 25% Ag3PO4 exhibited the best performance against Gram-positive (Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Pseudomonas aeruginosa) bacteria, respectively. Bacterial inactivation was attributed to the mobility of silver ions, particularly from [AgO2] clusters, and the phagocytosis of microcrystals, which disrupt vital biological functions in microorganisms.
Descrição
Idioma
Português
Como citar
TAKENO, Mitsuo Lopes. Avaliação do potencial antimicrobiano e fotocatalítico, no visível, da heterojunção Ag3PO4@Ag2WO4. Orientador: Carlos Roberto Grandini. 2024. 103 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais) - Faculdade de Ciências, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru, 2024.
