Enhanced photocatalytic and Antibacterial Activity of Copper oxide Nanoparticles Synthesized by Facile Combustion methods from Mussaendafrondosa Plant Extract

Н. Бабіта; С. Р. Хрісті; Г. Палані; М.  Гурумурзі; К.  Каннан; В.  Чітамбарам

doi:10.15330/pcss.23.3.443-449

Автор(и)

Н. Бабіта Коледж мистецтв і науки PERI, Маніваккам, Ченнаї, Таміл-Наду, Індія
С. Р. Хрісті PERI Institute of Technology, Mannivakkam, Tamil Nadu, India
Г. Палані Школа інженерії Савіта, SIMTS, Ченнаї, Індія
М. Гурумурзі J.N.N. Institute of Engineering, Kannigaipair, Tamil Nadu, India
К. Каннан Національний технологічнйи інститут Кумо (KIT), Гум-сі, Кьонсанбук-до, Республіка Корея
В. Чітамбарам PERI Institute of Technology, Mannivakkam, Tamil Nadu, India

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.23.3.443-449

Ключові слова:

CuO, наночастинки, Mussaendafrondosalinn, антибактеріальна активність, оптичні властивості, фотокаталітичні застосування

Анотація

Для створення зразків CuO з двома типами морфології, таких як наночастинки (CuO-NPs) і нанострижні (CuO-NRs), використано мікрохвильове нагрівання (MHM) та мутований золь-гель (SGM) механізми щодо рослинного екстракту Mussaendafrondosalinn як біо-оператора. Для аналізу структури, чистоти та морфологічних характеристик зразка використовували метод рентгенографії порошку (XRD), скануючу електронну мікроскопію (SEM) та енергодисперсійні Х-променеві дослідження (EDX). Для аналізу оптичних властивостей та розрахунку значення енергії забороненої зони використано методології спектроскопії дифузного відбиття (DRS) і фотолюмінесценції (PL). Ширина забороненої зони зразків виміряна за допомогою механізму Кубелка-Мунка.Отримано, що вона становить 2,74 еВ і 2,33 еВ для CuO-NP і CuO-NR, відповідно. CuO-NP та CuO-NR досліджували на антибактеріальну активність щодо грампозитивного та грамнегативного мікроорганізмів за допомогою модифікованого методу дискової дифузії. У співвідношенні зі зразком нанострижнів CuO, антибактеріальне дослідження підтверджує, що наночастинки CuO є високоякісними антибактеріальними агентами. Використовуючи сонячне освітлення досліджено фотокаталітичну активність нанореагентів CuO (CuO-NP та CuO-NR) для розкладання барвника метилового синього (MB). Результати показали, що CuO-NP з меншими розмірами частинок розкладають MB більше, ніж CuONRs.

Посилання

M.E. Grigore, E.R. Biscu, A.M. Holban, M.C. Gestal, and A.M. Grumezescu, Methods of Synthesis, Properties and Biomedical Applications of CuO Nanoparticles, Pharmaceuticals 9, 75 (2016); https://doi.org/10.3390/ph9040075.

S. Nations, M. Long, M. Wages, J.D. Maul, C.W. Theodorakis, G.P. Cobb Subchronic and chronic developmental effects of copper oxide (CuO) nanoparticles on Xenopuslaevis. Chemosphere 135, 166 (2015); https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.03.078.

Vasantharaj S, Sathiyavimal S, Saravanan M, et al. Synthesis of ecofriendly copper oxide nanorods for fabrication over textile fabrics: characterization of antibacterial activity and dye degradation potential. J Photochem Photobiol B 191(191), 143–149 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2018.12.026.

Chuanpan Guo, Fang Cheng, Gaolei Liang, Shuai Zhang, Qiaojuan Jia, Linghao He, Shuxia Duan, Yingkun Fu, Zhihong Zhang, Miao Du. Copper-based polymer-metal–organic framework embedded with Ag nanoparticles: Long-acting and intelligent antibacterial activity and accelerated wound healing. Chemical Engineering Journal, 435, 134915 (2022); https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.134915.

Xiong, L. et al. Size-controlled synthesis of Cu2O nanoparticles: size effect on antibacterial activity and application as a photocatalyst for highly efficient H2O2 evolution. RSC Adv. 7, 51822–51830 (2017); https://doi.org/10.1039/C7RA10605J.

P. Geetha, et.al., Growth, Spectroscopic, Dielectric & Electrical studies of Glycine Manganous Acetate Single Crystal, International Journal of ChemTech Research 9(07), 324-333 (2016).

Yang, Z. et al. Long-term antibacterial stable reduced graphene oxide nanocomposites loaded with cuprous oxide nanoparticles. J. Colloid Interface Sci. 533, 13–23 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.08.053.

K Kannan, et.al., Facile fabrication of novel ceria-based nanocomposite (CYO-CSO) via co-precipitation: Electrochemical, photocatalytic and antibacterial performances, Journal of Molecular Structure, 132519 (2022); https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.132519.

Beena, V., Ajitha, S., Rayar, S.L. et al. Enhanced Photocatalytic and Antibacterial Activities of ZnSe Nanoparticles, J Inorg Organomet Polym 31, 4390–4401 (2021); https://doi.org/10.1007/s10904-021-02053-7.

Prashansa Sharma, et.al., Green synthesis and characterization of copper nanoparticles by Tinospora cardifolia to produce nature-friendly copper nano-coated fabric and their antimicrobial evaluation, Journal of Microbiological Methods, 160, 107-116 (2019); https://doi.org/10.1016/j.mimet.2019.03.007.

Geetha Palani, et.al, Growth, characterization and antibacterial activity of LHCdBr single crystal, Materials Research Innovations 25(4), 208-214 (2021); https://doi.org/10.1080/14328917.2020.1814028.

D Radhika, et.al., Gd3+, and Y3+ co-doped mixed metal oxide nanohybrids for photocatalytic and antibacterial applications, Nano Express (2021); https://doi.org/10.1088/2632-959X/abdd87.

V Chithambaram et.al., A study on structural, microhardness, dielectric and antimicrobial properties of TSMnAc crystal, Pages 208-214, May (2020); https://doi.org/10.1080/14328917.2020.1772448.

Chinnaiah, K., Maik, V., et al. Experimental and Theoretical Studies of Green Synthesized Cu2O Nanoparticles Using Datura Metal L. J Fluoresc (2022); https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-804953/v1.

A Rangayasami, et.al., Information and Advanced Technology Applied at Agriculture and Livestock Development, Agro-biodiversity and Agri-ecosystem Management, 323-339 (2021); https://doi.org/10.1007/978-981-19-0928-3_17.

Bharathi, D.S., Boopathyraja, A., Nachimuthu, S. et al. Green Synthesis, Characterization and Antibacterial Activity of SiO2–ZnO Nanocomposite by Dictyota bartayresiana Extract and Its Cytotoxic Effect on HT29 Cell Line. J Clust Sci (2021); https://doi.org/10.1007/s10876-021-02170-w.

TetianaTatarchuk, et.al., Eco-friendly synthesis of cobalt-zinc ferrites using quince extract for adsorption and catalytic applications: An approach towards environmental remediation, Chemosphere 294, 133565 (2022); https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.133565.

C Pravallika, et.al, Crystal growth, spectroscopic and antimicrobial investigations on glycine-doped ZnSO4–(NH4) 2SO4 single crystal, Journal of Materials Science: Materials in Electronics 32(10), 13917-13925 (2021); https://doi.org/10.1007/s10854-021-05967-7.

K. Karthik, et.al., Facile microwave-assisted green synthesis of NiO nanoparticles from Andrographis paniculata leaf extract and evaluation of their photocatalytic and anticancer activities, Published online: 19 June 2022, 70-80 (2019); https://doi.org/10.1080/15421406.2019.1578495.

TetianaTatarchuk, Photocatalytic degradation of dyes using rutile TiO2 synthesized by reverse micelle and low-temperature methods: real-time monitoring of the degradation kinetics, Journal of Molecular Liquids 342, 117407 (2021); https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117407.