Влияние мольного соотношения (Ni2+ и Fe3+) на магнитные, оптические и антибактериальные свойства тройного оксида металла CdO

May 13, 2023

Том 13 научных докладов, номер статьи: 9021 (2023) Цитировать эту статью

328 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В данной работе исследовано влияние мольного соотношения (Ni2+ и Fe3+) на свойства нанокомпозитов CdO–NiO–Fe2O3. Синтез нанокомпозитов CdO–NiO–Fe2O3 осуществлялся методом самосгорания. XRD, UV-Vis, PL и VSM использовались для описания физических свойств материалов. Результаты показали значительный прогресс в структурных и оптических свойствах, поддерживающих антибактериальную активность. Для всех образцов размер частиц уменьшался с 28,96 до 24,95 нм с увеличением содержания Ni2+ и уменьшением содержания Fe3+, о чем свидетельствует рентгенограмма, на которой также видна кристаллическая структура кубического CdO, кубического NiO и кубической шпинели γ-Fe2O3. Показано также, что содержание Ni2+ и Fe3+ в нанокомпозитах CdO–NiO–Fe2O3 повышает ферромагнитные свойства. Благодаря значительной связи между Fe2O3 и NiO значения коэрцитивной силы Hc образцов увеличиваются с 66,4 до 266 Э. Потенциал нанокомпозитов по антибактериальной активности был исследован в отношении грамположительных (Staphylococcus aureus) и грамотрицательных (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli и Moraxella cataralis) бактерий. Сравнение P. aeruginosa с E. coli, S. aureus и M. cataralis показало, что она обладает более сильной антибактериальной активностью при ZOI 25 мм.

Синтез наноматериалов лежит в основе современной исследовательской области нанотехнологий, которая предлагает широкий спектр интересных приложений, например, в области электрохимии, биомедицины, катализа, косметики, электроники, оптики и оптических устройств, энергетики, механики, пищевые технологии, здравоохранение, датчики, текстильные технологии, космические технологии и фармацевтика1,2,3,4,5,6,7,8.

CdO – известный полупроводник n-типа с пьезоэлектрическими свойствами и поликристаллической природой4,9. В результате наночастицы оксида кадмия (НЧ CdO) широко используются в различных приложениях, включая фотоэлектрические элементы, фотодиоды, прозрачные электроды, газовые датчики, инфракрасные детекторы, жидкокристаллические дисплеи, просветляющие покрытия и солнечные элементы10,11,12,13. CdO является отличным фотокатализатором для фотокаталитических применений благодаря его способности поглощать видимый свет и высокой подвижности носителей14,15. Благодаря своим необычным физико-химическим свойствам НЧ CdO эффективны против малярии, бактерий, туберкулеза и рака4,9,16.

Fe2O3, экологически чистый полупроводниковый оксидный материал, широко используется в биомедицине, катализаторах и батареях. Помимо этих применений, Fe2O3 является многообещающим кандидатом для различных технологических применений17. Fe2O3 показал себя многообещающим для таких применений, как доставка лекарств, удаление органических примесей и МРТ18,19. Из-за высокого соотношения поверхности к объему Fe2O3 наноразмеров проявляет измененные свойства20,21. Благодаря своим суперпарамагнитным свойствам, нетоксичности и биосовместимости они становятся все более популярными. Он перспективен в качестве каталитического материала, абсорбента, устройства магнитной записи, ионообменника, газового сенсора и других применений. Оксид железа – самый стабильный и экологически чистый оксид в мире22,23,24.

NiO является одним из наиболее важных оксидов переходных металлов с широким спектром свойств при взаимодействии с материалами полярной поверхности и используется в различных областях применения благодаря своей превосходной химической и термической стабильности, антибактериальной активности, экологичности и промышленному использованию25.

Возможности отдельных оксидов металлов были значительно расширены за счет их объединения в инновационные нанокомпозиты, что открыло новые возможности для применения в фотокатализе, электро- и оптоэлектронике и биологии26.

Синтез нанокомпозитов CdO–NiO–ZnO с фотокаталитическими и антибактериальными свойствами обсуждался Картиком и др. Вместе с протестированными патогенами пищевого происхождения нанокомпозит показал сильную антибактериальную активность27. Картик и др. сообщили о нанокомпозитах CdO–NiO. Композит продемонстрировал значительную антибактериальную активность против патогенов пищевого происхождения28. Тушар и др. сообщили об антибактериальной активности α-Fe2O3-ZnO в центральной оболочке29. Баламуруган и др. сообщили о получении нанокомпозитов CdO-Al2O3-NiO с фотокаталитическими и магнитными свойствами. Композит обладает слабыми ферримагнитными свойствами, что делает его пригодным для магнитных применений30. Гнанамурти и др. сообщили о нанокомпозитах rGO/ZnCo2O4 и наносферах x-CuTiAP для антимикробных применений. Нанокомпозиты показали противомикробную активность31,32.