مواد و فناوری‌های پیشرفته

مواد و فناوری‌های پیشرفته

سنتز نانوذرات اکسید روی با استفاده از مایع یونی و بررسی خواص ضد میکروبی آنها

نویسندگان
الهه بدیعی 1
پروانه سنگ پور 2
مژگان باقری 2
محمد پازوکی 3
1 پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده نانوفناوری و مواد پیشرفته
2 استادیار، پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده نانوفناوری و مواد پیشرفته
3 دانشیار، پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده انرژی
10.30501/jamt.2010.70230
چکیده
اکسید روی یک نیمه رسانا با گاف انرژی گسترده (eV37/3) می باشد. نانوذرات اکسید روی به طور انتخابی اثرات سمی روی باکتریها دارند، اما در عین حال، برای سلامت بشری بی خطر هستند. مایعات یونی دسته جدیدی از ترکیبات شیمیائی هستند که به علت خواص فوق العاده خود قادر به ایجاد محیط سبز به منظور انجام فرآیندهای شیمیائی می باشند. بنابراین آنها جایگزینی مناسب برای حلال های آلی و معدنی هستند. در این تحقیق نانوذرات اکسیدروی به روش شیمی سبز بر پایه واکنش استات روی و هیدروکسید سدیم در مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلرید همراه با اعمال اولتراسونیک سنتز شدند. مورفولوژی سطحی و اندازه نانوذرات بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مشخص شد. الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد که اکسیدروی حاصله دارای ساختار ورتزیت هگزاگونال می باشد. تشکیل، خلوص و خواص نوری نانوذرات اکسیدروی توسط آزمون های نوری مانند UV-Vis و FT-IR بررسی شد. سطح ویژه و تخلخل نانوذرات سنتز شده به کمک آزمون BET مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت ضد میکروبی نانوذرات اکسید روی در مقابل باکتری اشرشیاکلی(E.coli) بررسی شد. نتایج نشان داد که نمونه ها فعالیت ضدمیکروبی بالایی دارند.
کلیدواژه‌ها
ضدمیکروبی
اکسیدروی
مایع یونی

عنوان مقاله English

Synthesis of ZnO nanoparticles using an ionic liquid and investigation of their antibacterial activity

نویسندگان English

E. Badiei 1
P. Sangpour 2
M. Bagheri 2
M. Pazouki 3
1 Nanotechnology and Advanced Materials Department, Materials and Energy Research Center
2 Nanotechnology and Advanced Materials Department, Materials and Energy Research Center
3 Nanotechnology and Advanced Materials Department, Materials and Energy Research Center
چکیده English

Zinc oxide (ZnO) is a wide band-gap semiconductor oxide (3.37 eV). ZnO nanoparticles have selective toxicity to bacteria but exhibit minimal effects on human cells. Ionic liquids (ILs) are a new class of chemical compounds which have many extraordinary properties and are able to create green chemical environments in order to perform chemical processes and are an appropriate alternative for organic and inorganic solvents. In this work ZnO nanoparticles were synthesized by a green method based on reaction of zinc acetate and sodium hydroxide in, IL 1-butyl-3-methyl imidazolium chloride under ultrasonic irradiation. Surface morphology and size of ZnO nanoparticles was characterized by scanning electron microscopy (SEM). X-ray diffraction pattern (XRD) indicated that ZnO has hexagonal wurtzite structure. Formation and purity of the ZnO nanoparticles was more confirmed with optical analyses such as UV-Vis spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Specific surface area and porosity of synthesized ZnO was investigated by Brunaur-Emmett-Teller (BET) analysis. The antibacterial activity of ZnO nanoparticles against Escherichia coli (E. coli) was studied by a colony forming count (CFU) method. Results confirmed that the sample had high antibacterial activity.

کلیدواژه‌ها English

antibacterial
ZnO
Ionic Liquid
  1. Morteza-Semnani K, Saeedi M, Mahdavi MR, Rahimi F. “Antimicrobial effects of methanolic extracts of some species of Stachys and Phlomis”, Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 17 (2007) 57-66.
  2. حسین‌زاده, ادریس, سمرقندی, محمدرضا, علیخانی, محمدیوسف, گودینی, حاتم, شمس خرم‌آبادی, قدرت‌الله. (1391). 'بررسی ضریب حساسیت و کینتیک مرگ اشرشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس نسبت به نانوذرات اکسید روی و اکسید مس', مجله دانشکده پزشکی اصفهان, 30(200), pp. -.
  3.  Li B, Liu T, Wang Y, Wang Z. “ZnO/grapheneoxide nanocomposite with remarkably enhanced visible-light-driven photocatalytic performance”, J. Colloid Interface Sci., 377 (2012) 114-21.
  4.  Li Q, Mahendra S, Lyon DY, Brunet L, Liga MV, Li D, et al. “Antimicrobial nanomaterials for water disinfection and microbial control: Potential applications and implications” Water Res., 42(2008) 591-602.
  5.  Wahab R, Kim Y.S, Mishra A, Yun S.I, Shin H.S, “Formation of ZnO Micro-Flowers Prepared via Solution Process and their Antibacterial Activity” Nanoscale Res. Lett., 5 (2010)1675-81.
  6.  Paul T, Anastas J.C.W., “Green Chemistry: Theory and Practice” Oxford University Press. 2000:30.
  7.  Bosmann A, Datsevich L, Jess A, Lauter A, Schmitz C, Wasserscheid P, “Deep desulfurization of diesel fuel by extraction with ionic liquids” Chem. Commun., 23 (2001) 2494-5.
  8.  Hou X, Zhou F, Sun Y, Liu W, “Ultrasoundassisted synthesis of dentritic ZnO nanostructure in ionic liquid” Mater. Lette., 61 (2007) 1789–1792.
  9.  Das S, Ghosh S, “Fabrication of different morphologies of ZnO superstructures in presence of synthesized ethylammonium nitrate (EAN) ionic liquid: synthesis, characterization and analysis” Dalton Transactions 42 (2013)1645-56. 
  10. K. Goharshadi E.K, Ding Y, Jorabchi M.N, Nancarrow P, “Ultrasound-assisted green synthesis of nanocrystalline ZnO in the ionic liquid [hmim][NTf2]” Ultrasonics Sonochemistry 16(2009) 120–123.
  11.  Alammar T, Mudring A.V, “Sonochemical Synthesis of 0D, 1D, and 2D Zinc Oxide Nanostructures in Ionic Liquids and Their Photocatalytic Activity” ChemSusChem., 4 (2011) 1796-804.
  12.  Chen C, Li Q, Nie M, Lin H, Li Y, Wu H, Wang Y, “An efficient room-temperature route to uniform ZnO nanorods with an ionic liquid” Materials Research Bulletin 46 (2011) 888–893.
  13.  Kowsari E, Ghezelbash MR, Ionic liquid-assisted, facile synthesis of ZnO/SnO nanocomposites, and investigation of their photocatalytic activity” Mater. Lett., 68 (2012) 17-20.
  14.  Kavitha T, Gopalan AI, Lee K.P, Park S.Y, “Glucose sensing, photocatalytic and antibacterial properties of graphene–ZnO nanoparticle hybrids” Carbon 50 (2012) 2994-3000.
  15.  Zhang Y, Zhu F, Zhang J, Xia L, “Converting Layered Zinc Acetate Nanobelts to Onedimensional Structured ZnO Nanoparticle Aggregates and their Photocatalytic Activity” Nanoscale Res. Lett., 3 (20080 201-204.
  16.  Sakohara S, Ishida M, Anderson M.A, “Visible Luminescence and Surface Properties of Nanosized ZnO Colloids Prepared by Hydrolyzing Zinc Acetate” The Journal of Physical Chemistry B 102 (1998) 10169-10175.
  17.  Choy J.H, Kwon Y.M, et al. “Intra- and inter-layer structures of layered hydroxy double salts, Ni[1- x]Zn[2x][OH)[2](CH[3]CO[2])[2x].nH[2]O” Amsterdam, PAYS-BAS: Elsevier; 1998.
  18.  Yang J.H, Zheng J.H, Zhai H.J, Yang L.L, Zhang Y.J, Lang J.H, et al. “Growth mechanism and optical properties of ZnO nanotube by the hydrothermal method on Si substrates” Journal of Alloys and Compounds 475( 2009)741-744.
  19.  Vatankhah C, Ebadi A. “Quantum Size Effects on Effective Mass and Band gap of Semiconductor Quantum Dots” Research Journal of Recent Sciences 2 (2013) 21-24.
  20.  S.M. Soosen S.M, George, K.C, “Optical properties of ZnO nanoparticles” SB Academic Review (2009) 57-65. 
مواد و فناوری‌های پیشرفته
دوره 2، شماره 4
زمستان 1392
صفحه 19-25

  • تاریخ دریافت 13 تیر 1392
  • تاریخ بازنگری 25 آبان 1392
  • تاریخ پذیرش 18 اردیبهشت 1392