Efecto de la relación molar de (Ni2+ y Fe3+) sobre las propiedades magnéticas, ópticas y antibacterianas del óxido metálico ternario CdO

May 13, 2023

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 9021 (2023) Citar este artículo

328 Accesos

1 Altmetric

Detalles de métricas

En este trabajo se investigó el efecto de la relación molar de (Ni2+ y Fe3+) sobre las propiedades de los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3. La síntesis de nanocompuestos de CdO–NiO–Fe2O3 se llevó a cabo por autocombustión. Se utilizaron XRD, UV-Vis, PL y VSM para describir las propiedades físicas de los materiales. Los resultados mostraron un progreso significativo en las propiedades estructurales y ópticas que respaldan la actividad antibacteriana. Para todas las muestras, el tamaño de partícula disminuyó de 28,96 a 24,95 nm con el aumento del contenido de Ni2+ y la disminución del contenido de Fe3+, como lo muestra el patrón XRD, que también muestra la estructura cristalina de CdO cúbico, NiO cúbico y espinela γ-Fe2O3 cúbica. También se ha demostrado que los contenidos de Ni2+ y Fe3+ en los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 mejoran las propiedades ferromagnéticas. Debido al importante acoplamiento entre Fe2O3 y NiO, los valores de coercitividad Hc de las muestras aumentan de 66,4 a 266 Oe. Se investigó el potencial de actividad antibacteriana de los nanocompuestos frente a bacterias grampositivas (Staphylococcus aureus) y gramnegativas (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli y Moraxella catarrhalis). La comparación de P. aeruginosa con E. coli, S. aureus y M. catarrhalis mostró que tiene una actividad antibacteriana más fuerte con un ZOI de 25 mm.

La síntesis de nanomateriales está en el corazón del campo de investigación actual de la nanotecnología, que ofrece una amplia gama de aplicaciones interesantes, por ejemplo, en los campos de la electroquímica, la biomedicina, la catálisis, la cosmética, la electrónica, la óptica y los dispositivos ópticos, la ciencia de la energía, la mecánica, tecnología alimentaria, sanidad, sensores, tecnología textil, tecnología espacial y farmacéutica1,2,3,4,5,6,7,8.

El CdO es un conocido semiconductor de tipo n con propiedades piezoeléctricas y naturaleza policristalina4,9. Como resultado, las nanopartículas de óxido de cadmio (CdO NP) se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones, incluidas las células fotovoltaicas, los fotodiodos, los electrodos transparentes, los sensores de gas, los detectores de infrarrojos, las pantallas de cristal líquido, los revestimientos antirreflectantes y las células solares10,11,12,13. El CdO es un excelente fotocatalizador para aplicaciones fotocatalíticas debido a su capacidad para absorber luz visible y su alta movilidad de portadores14,15. Debido a sus propiedades fisicoquímicas inusuales, las NP de CdO son eficaces contra la malaria, las bacterias, la tuberculosis y el cáncer4,9,16.

Fe2O3, un material de óxido semiconductor respetuoso con el medio ambiente, se usa ampliamente en biomedicina, catalizadores y baterías. Aparte de estas aplicaciones, Fe2O3 es un candidato prometedor para una variedad de aplicaciones tecnológicas17. El Fe2O3 se ha mostrado prometedor para aplicaciones como la administración de fármacos, la eliminación de impurezas orgánicas y la resonancia magnética18,19. Debido a su alta relación superficie-volumen, el Fe2O3 con dimensiones nanométricas exhibe propiedades modificadas20,21. Debido a sus propiedades superparamagnéticas, no toxicidad y biocompatibilidad, se están volviendo cada vez más populares. Es prometedor como material catalítico, absorbente, dispositivo de registro magnético, intercambiador de iones, sensor de gas y otras aplicaciones. El óxido de hierro es el óxido más estable y ecológico del mundo22,23,24.

El NiO es uno de los óxidos de metales de transición más importantes con una amplia gama de propiedades al reaccionar con materiales de superficie polar y se usa en una variedad de aplicaciones debido a su excelente estabilidad química y térmica, actividad antibacteriana, respeto al medio ambiente y uso industrial25.

Las capacidades de los óxidos metálicos individuales se han mejorado enormemente al combinarlos en nanocompuestos innovadores, lo que abre nuevas posibilidades para aplicaciones en fotocatálisis, electroelectrónica y optoelectrónica, y biología26.

Karthik et al. discutieron la síntesis de nanocompuestos de CdO-NiO-ZnO para propiedades fotocatalíticas y antibacterianas. Junto con los patógenos transmitidos por los alimentos probados, el nanocompuesto mostró una fuerte actividad antibacteriana27. Karthik et al. han informado nanocompuestos de CdO-NiO. El compuesto mostró una actividad antibacteriana significativa contra los patógenos transmitidos por los alimentos28. Tushar et al. informaron la actividad antibacteriana de α-Fe2O3-ZnO en la cubierta central29. Balamurugan et al. informó sobre la preparación de nanocompuestos de CdO-Al2O3-NiO para propiedades fotocatalíticas y magnéticas. El compuesto exhibió ensamblajes ferrimagnéticos débiles, lo que lo hace adecuado para aplicaciones magnéticas30. Gnanamoorthy et al. han informado nanocompuestos rGO/ZnCo2O4 y nanoesferas x-CuTiAP para aplicaciones antimicrobianas. Los nanocompuestos mostraron actividad antimicrobiana31,32.

Este trabajo tiene como objetivo investigar los efectos de las condiciones para la preparación de nanocompuestos de CdO-NiO-Fe2O3 por el método de autocombustión sobre la actividad estructural, óptica, magnética y antibacteriana.

Nitrato de cadmio tetrahidratado (Cd(NO3)2·4H2O, Scharlau, 99 %), nitrato de níquel hexahidratado (Ni (NO3)2·6H2O, Fluka, 98 %), nitrato de hierro nonahidratado (III) (Fe (NO3)3·9H2O , Scharlau, extrapuro), alcohol polivinílico soluble en agua fría ((–CH2CHOH–)n, HIMEDIA, 99.99%) y agua desionizada (DS) fueron utilizados para el presente trabajo. Los materiales químicos se utilizaron en este trabajo sin purificación adicional.

Los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 fueron preparados por el método de autocombustión33. Brevemente, disuelva 5 g de PVA en 200 ml de DW, seguido de agitación vigorosa durante 2 h a 50 oC. La solución de PVA se obtuvo como una solución similar a un gel y homogénea. Esta solución fue donada por la solución A. Se prepararon por separado diferentes proporciones de níquel y hierro, mientras que el cadmio se mantuvo constante (Tabla 1), en 3 soluciones. A temperatura ambiente, la solución se agitó durante 10 min para obtener una solución transparente homogénea. Las soluciones de nitrato de Ni, nitrato de Fe y nitrato de Cd se mezclaron con agitación constante durante otros 10 min a temperatura ambiente. Las soluciones del producto se mezclaron con la solución A durante 20 min con agitación constante. Las soluciones agitadas se colocaron en el horno de secado durante 3 h a 80 °C. Los productos triturados se calcinaron a 500 °C durante 2 h.

Se utilizó la difracción de rayos X (XRD) para investigar las características estructurales de las muestras fabricadas (difractómetro de rayos X XD-2 con Cu Kα (λ = 1,54 a 36 kV y 20 mA, China). Un espectrofotómetro UV-Vis (SPECORD 200) para medir los espectros de absorción de las muestras en el rango de 190 a 1100 nm a temperatura ambiente. Se utilizó un espectrofluorómetro (RF-5301PC; Shimadzu) con una longitud de onda de excitación de 325 nm, un intervalo de excitación y emisión de 5 nm, Se usó una velocidad de escaneo promedio y alta sensibilidad para registrar los espectros de fotoluminiscencia (PL) de las muestras fabricadas.El sistema de medición de propiedades físicas (PPMS), QUANTUM DESIGN (MODEL6000), se usó junto con el magnetómetro vibratorio adjunto (VSM) para obtener los bucles de histéresis magnética (MH) El disolvente de las muestras preparadas utilizado para medir los espectros de absorción y fotoluminiscencia fue ácido sulfúrico diluido (H2SO4).

La prueba de difusión en disco de Kirby-Bauer modificada del Comité Europeo para Pruebas de Susceptibilidad Antimicrobiana se utilizó para investigar las actividades antibacterianas de los nanocompuestos CdO-NiO-Fe2O3 contra Gram-positivos (Staphylococcus aureus) y Gram-negativos (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli y Moraxella catarrhalis) bacteria34. Se utilizaron ensayos bioquímicos para verificar aún más la identidad de los aislamientos antes de probar los nanocompuestos. Los nanocompuestos se diluyeron en serie dos veces a partir de la solución madre de 75 mg/ml y se suspendieron en agua destilada estéril. Los discos se impregnaron con cuatro diluciones de trabajo diferentes. Se prepararon 450, 225, 112,5 y 56,25 μg/disco impregnando un disco de papel de filtro estéril (6 mm de diámetro) con 12 μl (6 μl en cada lado) para la dilución. Las placas se inocularon con hisopos para formar una capa bacteriana uniforme sobre la superficie del agar. Usando fórceps estériles, las placas se colocaron en la superficie de agar infectado y se incubaron durante 18 a 20 horas a 37 °C. Después de completar el período de incubación, los diámetros de las zonas de inhibición se midieron al milímetro más cercano. Además de los discos que contenían azitromicina como control positivo, se utilizó como control negativo un disco en blanco que consistía únicamente en agua destilada.

La estructura cristalina del nanocompuesto CdO–NiO–Fe2O3 se investigó mediante la técnica XRD. En la Fig. 1, los patrones XRD de los nanocompuestos preparados muestran solo la fase cristalina de CdO, NiO y Fe2O3 para todas las muestras. Los patrones muestran la estructura cúbica centrada en las caras de CdO y NiO, mientras que Fe2O3 exhibe maghemita pura (fase γ-Fe2O3 con una estructura cristalina de espinela cúbica). Los patrones de CdO en 2θ y su plano cristalino en 33°(111), 38,3°(200), 55,34°(220), 65,94°(311) y 69,34°(311) corresponden al mapa JCPDS No. 00-005- 064035. Los patrones de NiO en 2θ y su plano cristalino en 37,18°(111), 43,30°(200) y 63,04°(220) son consistentes con el mapa JCPDS No. 47-104936. Los patrones de las fases γ-Fe2O3 en 2θ y su plano cristalino en 30,2° (206), 35,5° (119) y 57,2° (115) son consistentes con el mapa JCPDS No. 00-025-140237. Está claro que la intensidad de los picos de γ-Fe2O3 disminuye al disminuir el contenido de Fe, mientras que la intensidad de los picos de NiO aumenta al aumentar el contenido de Ni.

Patrones XRD de nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 en varias proporciones molares de Ni2+ y Fe3+. La figura exhibió la cristalización de los óxidos un aumento como la relación molar diferente de CNF1 a CNF3.

Los datos de XRD obtenidos indican que un aumento en el contenido de Ni2+ y una disminución en el contenido de Fe3+ provoca un cambio en los parámetros de la red cristalina y una disminución en el tamaño de los cristalitos, como se indica en la Tabla 2.

La ecuación de Scherrer38,39,40,41,42,43 se usa para calcular el tamaño de cristal promedio de los nanocompuestos en el plano cristalino de CdO (111), que se puede dar de la siguiente manera:

donde K es el factor de forma adimensional (K = 0,9), λ es la longitud de onda de rayos X (= 0,1540 nm), β es el ancho total a la mitad del máximo (FWHM) y θ es el ángulo de difracción de Bragg.

La microdeformación (ε) de un nanocristal es causada por defectos en el nanocristal, como distorsiones e imperfecciones. La microdeformación se puede calcular utilizando la siguiente ecuación (ε)43,44,45:

la densidad de dislocaciones se puede describir mediante la siguiente ecuación (δ)39,43,45,46:

Como se ve en la Tabla 2, el tamaño de partícula disminuyó de 28,96 a 24,95 nm al aumentar el contenido de Ni2+ y disminuir el contenido de Fe3+. La disminución del tamaño de partícula de los nanocompuestos se atribuye a la diferencia entre los radios iónicos de Ni (0,074 nm), Cd (0,097 nm) y Fe (0,055 nm)47. La dependencia del tamaño de partícula de la densidad de dislocación y la microdeformación. Los valores de microdeformación y densidad de dislocaciones aumentan debido al gran efecto del tamaño de partícula sobre el estrés integral del nanocompuesto48.

Los espectros de absorción de nanocompuestos de CdO–NiO–Fe2O3 en diferentes proporciones molares de Ni2+ y Fe3+ se estudiaron en el rango de longitud de onda de (200–800 nm) como se muestra en la Fig. 2. Los picos de absorción observados en 213–260 nm se atribuyen a la banda de absorción de CdO, mientras que los picos de absorción observados a 310–320 nm se atribuyen a la banda de absorción de NiO en el nanocompuesto46. En muestras especiales de CNF1, se observó una pequeña banda de absorción a 530 nm para Fe2O3. Esta banda de absorción está provocada por la absorción de los iones Fe2+ y Fe3+ del óxido de hierro49.

Espectros de absorbancia de nanocompuestos de CdO–NiO–Fe2O3 en varias proporciones molares de Ni2+ y Fe3+. La figura mostraba los picos de absorción de los óxidos.

Como se ve en la Tabla 3 y la Fig. 3, la brecha de banda óptica (\({E}_{g}\)) de las muestras está entre NiO (3,6 eV)50, CdO (2,5 eV)51,52 y Fe2O3 ( 2eV)53. Para las muestras, la brecha de banda óptica (\({E}_{g}\)) aumentó con el aumento del contenido de Ni2+ y con la disminución del contenido de Fe3+. La disminución de la brecha de banda está relacionada con el tamaño de grano. A medida que emergen estados de energía localizados y se acercan a la banda de conducción, la brecha de la banda de energía disminuye en los nanocompuestos con un alto contenido de Cd+246,48.

Brecha de banda óptica de nanocompuestos de CdO–NiO–Fe2O3 en varias proporciones molares de Ni2+ y Fe3+.

La figura 4 muestra los espectros de PL de nanocompuestos de CdO-NiO-Fe2O3 a 325 nm y temperatura ambiente. La emisión de borde de banda cercana (NBE) de nanopartículas de NiO en una matriz de nanocompuestos fue responsable del pico de emisión UV observado a 359 nm54. La recombinación radiativa es responsable del pico NBE en NiO en el proceso de colisión excitón-excitón55. Se cree que los electrones atrapados que migran a la banda de valencia en el intersticial de Ni son los responsables de los fuertes picos de emisión violeta a 408 y 423 nm40. En los nanocompuestos de CdO–NiO–Fe2O3, los defectos de banda prohibida, como las vacantes de oxígeno, fueron responsables de los picos de emisión azul débil entre 463 y 494 nm56,57.

Espectro PL de nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 en varias proporciones molares de Ni2+ y Fe3+.

VSM se utilizó para analizar las propiedades magnéticas de los nanocompuestos CdO-NiO-Fe2O3 a temperatura ambiente. Utilizando un campo magnético de 10 000 Oe, se realizaron mediciones de histéresis magnética en nanocompuestos de CdO-NiO-Fe2O3. Como se muestra en la Fig. 5, todas las muestras presentan propiedades ferromagnéticas, que pueden atribuirse a la presencia de Fe2O3 en las tres muestras. Los nanocompuestos CdO-NiO-Fe2O3 mostraron un ferromagnetismo débil ya que el tamaño de partícula medido estaba por encima del valor crítico (10 nm)58,59. Los valores de magnetización de saturación (MS) disminuyen de 0,482 a 0,060 emu con el aumento del contenido de Ni2+ y la disminución del contenido de Fe3+ en las muestras debido a la propiedad antiferromagnética del NiO y la naturaleza ferromagnética del Fe2O360,61. La coercitividad Hc de las muestras aumenta de 66,4 a 266 Oe, lo que puede atribuirse al fuerte acoplamiento entre Fe2O3 y NiO62. Se ha demostrado que el contenido de Ni2+ y Fe3+ en los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 aumenta las propiedades ferromagnéticas. El ferromagnetismo de los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 aumentó a temperatura ambiente reemplazando el Cd no magnético con los iones de metales de transición magnéticos Ni2+ y Fe3+. Además, el ferromagnetismo de los nanocompuestos aumenta cuando se forman vacantes de oxígeno en ellos15,63. Así, las causas de las propiedades ferromagnéticas de los óxidos metálicos son la presencia de espines de electrones no apareados que surgen de efectos de superficie, vacantes de oxígeno/cationes en las superficies de las muestras y/o la presencia de una fase secundaria/impura15,58. Los parámetros magnéticos (\({H}_{c} ,{M}_{r} ,\mathrm{and}{ M}_{S})\) se enumeran en la Tabla 4.

Curvas de histéresis magnética de nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 en varias proporciones molares de Ni2+ y Fe3+. La figura mostró la variación de la coercitividad (\({H}_{c}\)), y la magnetización de saturación (\({M}_{S}\)) como la relación molar diferente de CNF1 a CNF3.

Se investigaron las propiedades antibacterianas de los nanocompuestos de CdO–NiO–Fe2O3 frente a bacterias grampositivas (S. aureus) y gramnegativas (M. catarrhalis, E. coli y P. aeruginosa) (véanse las Figs. 6 y 7). . Los nanocompuestos CdO-NiO-Fe2O3 están presentes en concentraciones que van desde 56,25 a 450 µg/ml. La zona de inhibición (ZOI), que ilustra cómo los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 afectan el crecimiento bacteriano, se muestra en las Figs. 6 y 7. Los efectos dramáticos a 450 µg/ml fueron claramente visibles. La ZOI de los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 frente a las cepas bacterianas E. coli, P-aeruginosa, S. aureus y M. catarrhalis es de 14, 25, 20 y 22 nm, respectivamente. En realidad, las nanopartículas metálicas se unen a las proteínas y al ADN de los patógenos al interactuar con componentes vitales como los grupos de fósforo (P) y azufre (S) del ADN bacteriano. Como resultado, se destruye la replicación del ADN bacteriano64. Un posible mecanismo para el efecto antibacteriano es la producción de radicales libres. A través de la superficie dañada, los iones Cd2+, Ni2+ y Fe3+ de los nanocompuestos penetran en las paredes celulares de los patógenos. Las especies reactivas de oxígeno (ROS) se forman cuando se liberan iones de las nanopartículas. Los radicales superóxido, los radicales hidroxilo, el oxígeno singulete y el peróxido de hidrógeno son solo algunos de los componentes de ROS que tienen una actividad bactericida significativa65,66,67,68,69,70,71. El ZOI en este estudio en comparación con otros estudios se muestra en la Tabla 5.

Actividad antibacteriana de los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3 frente a bacterias: (M. catarrhalis), (E. coli), (S. aureus) y (P. aeruginosa). (1) 56,25, (2) 112,5, (3) 225 y (4) 450 μg/ml por disco de nanocompuestos, (5) antibióticos de azitromicina (control positivo) y (6) agua destilada (control negativo).

ZOI contra (a) cepas bacterianas de E. coli, (b) Moraxella, (c) P. aeruginosa y (d) S. aureus en presencia de nanocompuestos CNF1, CNF2 y CNF3. La figura mostró la especialidad de los nanocompuestos preparados, el CNF2 tiene un impacto significativo en las bacterias en comparación con CNF1 y CNF3.

En conclusión, la preparación de CdO–NiO–Fe2O3 fue exitosa y se estudiaron sus propiedades físicas y antibacterianas. La relación molar de Ni2+ y Fe3+ puede afectar el tamaño promedio de los cristalitos (Dav), la densidad de dislocación (δ) y la microdeformación (ε). En particular, los resultados mostraron que el acoplamiento de CdO con NiO y Fe2O3 mejoró las propiedades magnéticas de CdO. A temperatura ambiente, se mejoró el ferromagnetismo de los nanocompuestos CdO–NiO–Fe2O3, haciéndolos adecuados para aplicaciones magnéticas. Según los resultados, el nanocompuesto desarrollado mostró un alto rendimiento como actividad antibacteriana para varias bacterias gramnegativas y positivas, lo que podría ser un fuerte candidato para la desinfección bacteriana.

Los autores confirman que los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles en el artículo.

Bera, A. & Belhaj, H. Aplicación de la nanotecnología por medio de nanopartículas y nanodispersiones en la recuperación de petróleo: una revisión exhaustiva. J.Nat. Gas. ciencia Ing. 34, 1284–1309 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Frewer, LJ et al. Actitudes de los consumidores hacia las nanotecnologías aplicadas a la producción de alimentos. Tendencias Ciencias de la alimentación. Tecnología 40, 211–225 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Ghosh Chaudhuri, R. & Paria, S. Nanopartículas de núcleo/capa: clases, propiedades, mecanismos de síntesis, caracterización y aplicaciones. química Rev. 112, 2373–2433 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ghotekar, S. Una revisión sobre la síntesis biogénica mediada por extractos de plantas de nanopartículas de CdO y sus aplicaciones recientes. Asiático J. Green Chem. 3, 187–200 (2019).

Google Académico

Ghotekar, SK et al. Biosíntesis de nanopartículas de plata a partir de extracto de frutos inmaduros de Annona reticulata L. y su caracterización. Mundo J. Pharm. Farmacia ciencia 4, 1304–1312 (2015).

CAS Google Académico

Hussein, AK Aplicaciones de la nanotecnología para mejorar el rendimiento de los colectores solares: avances recientes y descripción general. Renovar. Sostener. Energy Rev. 62, 767–792 (2016).

Artículo Google Académico

Syedmoradi, L. et al. Pruebas en el punto de atención: El impacto de la nanotecnología. Biosens. Bioelectrón. 87, 373–387 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Velez , MA , Perotti , MC , James , L. , Gennaro , AM & Hynes , E. en Nutrient Delivery 221–250 (Elsevier, 2017).

Heidari, A. & Brown, C. Estudio de composición y morfología de nanopartículas de óxido de cadmio (CdO) para la eliminación de células cancerosas. J. Nanomed. Res. 2, 20 (2015).

Google Académico

Campos-González, E. et al. Propiedades estructurales y ópticas de películas delgadas de nanocristales de CdTe cultivadas por síntesis química. Mate. ciencia Semisegundo. Proceso. 35, 144–148 (2015).

Artículo Google Académico

Mansoor, M. et al. Películas delgadas compuestas de óxido de cadmio-manganeso: Síntesis, caracterización y propiedades fotoelectroquímicas. Mate. química física 186, 286–294 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Rajesh, N., Kannan, J., Leonardi, S., Neri, G. y Krishnakumar, T. Investigación de nanoestructuras de CdO sintetizadas mediante la técnica de irradiación asistida por microondas para la detección de gas NO2. J. Aleaciones Compd. 607, 54–60 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Thema, F., Beukes, P., Gurib-Fakim, A. & Maaza, M. Síntesis verde de nanopartículas de CdO de Monteponite por extracto natural de Agathosma betulina. J. Aleaciones Compd. 646, 1043–1048 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Tadjarodi, A., Imani, M. & Kerdari, H. Diseño experimental para optimizar la síntesis de nanoestructura similar a la coliflor CdO y alto rendimiento en la fotodegradación de colorantes azo tóxicos. Mate. Res. Toro. 48, 935–942 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Nallendran, R., Selvan, G. & Balu, A. Nanopartículas de CdO acopladas con NiO con propiedades magnéticas y antifúngicas mejoradas. Navegar. Interfaces 15, 11–18 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Salehi, B., Mortaz, E. & Tabarsi, P. Comparación de las actividades antibacterianas de las nanopartículas de óxido de cadmio contra las bacterias Pseudomonas Aeruginosa y Staphylococcus Aureus. Adv. biomedicina Res. 4, 105 (2015).

PubMed PubMed Central Google Académico

Abaker, M. et al. Un sensor químico de amoníaco altamente sensible basado en nanoelipsoides α-Fe2O3. J. física. D 44, 425401 (2011).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Gangopadhyay, P., Gallet, S., Franz, E., Persoons, A. y Verbiest, T. Nuevas nanopartículas de núcleo superparamagnético (cubierta) para la administración de fármacos magnéticos dirigidos y el tratamiento de hipertermia. Trans. IEEE. Magn. 41, 4194–4196 (2005).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Yan, S. et al. Efecto terapéutico de las nanopartículas de Fe2O3 combinadas con hipertermia de fluido magnético en células de cáncer de hígado cultivadas y cánceres de hígado de xenoinjerto. J. Nanosci. Nanotecnología. 5, 1185–1192 (2005).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Sharma, S., Dhiman, N., Kumar, A., Singh, M. y Dhiman, P. Efecto del método de síntesis sobre las propiedades ópticas y magnéticas de las nanopartículas de Fe2O3. Integrar Ferroelectr. Rev. 204, 38–46 (2020).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zahn, M. Aplicaciones de nanopartículas y fluidos magnéticos a la nanotecnología. J. Nanoparte. Res. 3, 73–78 (2001).

Artículo ADS CAS Google Académico

Cao, D., He, P. & Hu, N. Biosensores electroquímicos que utilizan transferencia de electrones en proteínas hem inmovilizadas en nanopartículas de Fe3O4. Analista 128, 1268–1274 (2003).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Feldmann, C. Preparación de partículas de pigmento a nanoescala. Adv. Mate. 13, 1301–1303 (2001).

3.0.CO;2-6" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1521-4095%28200109%2913%3A17%3C1301%3A%3AAID-ADMA1301%3E3.0.CO%3B2-6" aria-label="Article reference 23" data-doi="10.1002/1521-4095(200109)13:173.0.CO;2-6">Artículo CAS Google Académico

Wen, X., Wang, S., Ding, Y., Wang, ZL y Yang, S. Crecimiento controlado de matrices alineadas verticalmente, uniformes y de gran área de nanocinturones y nanocables de α-Fe2O3. J. física. química B 109, 215–220 (2005).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ali, H., Tiama, TM & Ismail, A. Nuevos y eficientes nanocompuestos de NiO/quitosano/alcohol polivinílico como películas antibacterianas y adsorbentes de colorantes. En t. J. Biol. macromol. 186, 278–288 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Rodríguez, J. et al. Estudios sobre el comportamiento de óxidos mixtos de metales y desulfuración: reacción de H2S y SO2 con Cr2O3 (0001), MgO (100) y CrxMg1-x O (100). Mermelada. química Soc. 122, 12362–12370 (2000).

Artículo CAS Google Académico

Kannan, K. et al. Propiedades fotocatalíticas y antimicrobianas de nanocompuestos de óxidos metálicos mixtos sintetizados por microondas. Inorg. química común 125, 108429 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Karthik, K. y Dhanuskodi, S. en las actas de la conferencia AIP. 050021 (AIP Publishing LLC).

Jana, TK et al. Las propiedades antibacterianas y anticancerígenas de los compuestos nanotexturizados de óxido de hierro recubiertos con óxido de zinc. Surf de coloides. B 177, 512–519 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Balamurugan, S. et al. Nanocompuesto de óxido multimetálico CdO–Al2O3–NiO—Síntesis, propiedades fotocatalíticas y magnéticas. Mate. Res. Expreso 6, 015022 (2018).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Gnanamoorthy, G. et al. Realización de nanocompuestos rGO/ZnCo2O4 mejorados para actividades antimicrobianas, electroquímicas y fotocatalíticas. diámetro Relativo Mate. 120, 108677 (2021).

Artículo ADS CAS Google Académico

Gnanamoorthy, G. et al. Nueva orquestación de nanoesferas X-CuTiAP (en, trien, ETA y DMA) con actividades fotocatalíticas y antimicrobianas mejoradas. J. Ind. Ing. química 110, 503–519 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Seibert, O., Grégr, J. & Kejzlar, P. La preparación de nanopartículas de óxido de hierro por un método de autocombustión. Fabricación Tecnología 19, 680–684 (2019).

Google Académico

Kahlmeter, G., Brown, D., Goldstein, F., MacGowan, A., Mouton, J., Odenholt, I., Rodloff, A., Soussy, CJ, Steinbakk, M. y Soriano, F. vol. 12 501–503 (Biblioteca en línea de Wiley, 2006).

Revathi, V. & Karthik, K. Nanocompuesto de CdO-ZnO-MgO asistido por microondas y sus estudios fotocatalíticos y antibacterianos. J.Mater. ciencia Mate. Electrón. 29, 18519–18530 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Jana, S., Mondal, A. y Ghosh, A. Fabricación de heteroestructura estable de NiO/Fe2O3: un material híbrido versátil para la detección electroquímica de glucosa, metanol y fotodescomposición mejorada y/fotorreducción de contaminantes del agua. aplicación Catal. B 232, 26–36 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Iqbal, J. et al. Síntesis biogénica de nanopartículas de hierro verdes y rentables y evaluación de sus posibles propiedades biomédicas. J. Mol. Estructura. 1199, 126979 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Karthik, K., Dhanuskodi, S., Gobinath, C. y Sivaramakrishnan, S. Síntesis asistida por microondas de nanocompuestos de CdO-ZnO y su actividad antibacteriana contra patógenos humanos. espectroquim. Acta A Mol. Biomol. Espectrosc. 139, 7–12 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

El-Fadl, AA et al. Síntesis de nuevas espinelas Zn1-xFexAl2O4 estructura nanocristalina: Características ópticas y magnéticas. J. Aleaciones Compd. 795, 114–119 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Munawar, T., Iqbal, F., Yasmeen, S., Mahmood, K. y Hussain, A. Síntesis de nanocompuestos de óxidos multimetálicos de NiO–CdO–ZnO, propiedades estructurales, ópticas y eléctricas y actividad fotocatalítica impulsada por la luz solar mejorada. Cerámica. En t. 46, 2421–2437 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Scherrer, P. Determinación de la estructura interna y el tamaño de partículas coloidales mediante rayos X. Gottinger Nachr.Ges.2 (1918).

Vorokh, AS Fórmula de Scherrer: Estimación del error en la determinación del tamaño de nanopartículas pequeñas. Hanocitemia: física, química, matemáticas 9, 364–369 (2018).

Afify, N. Síntesis del nuevo sistema de nanocompuestos (CdO)(1-X)(NiO) XZnO: preparación, estructura y propiedades magnéticas. Mate. ciencia Ing. B 273, 115399 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Balzar, D. et al. Análisis de ensanchamiento de la línea de tamaño-deformación de la muestra por turnos de ceria. Aplicación J. cristalogr. 37, 911–924 (2004).

Artículo CAS Google Académico

Thamri, S., Sta, I., Jlassi, M., Hajji, M. & Ezzaouia, H. Fabricación de películas delgadas de nanocompuestos de ZnO–NiO y estudio experimental del efecto de la concentración de NiO, ZnO en sus propiedades físicas. Mate. ciencia Semisegundo. Proceso. 71, 310–320 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Karthik, K., Dhanuskodi, S., Gobinath, C., Prabukumar, S. y Sivaramakrishnan, S. Propiedades multifuncionales del nanocompuesto de óxido de metal mixto CdO-NiO-ZnO asistido por microondas: actividades fotocatalíticas y antibacterianas mejoradas. J.Mater. ciencia Mate. Electrón. 29, 5459–5471 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Thambidurai, S., Gowthaman, P., Venkatachalam, M. y Suresh, S. Rendimiento bactericida mejorado de nanocompuestos de óxido de níquel-óxido de zinc sintetizados por el método de coprecipitación química fácil. J. Aleaciones Compd. 830, 154642 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Zeid, EFA, Ibrahem, IA, Ali, AM y Mohamed, WA El efecto del contenido de CdO en la estructura cristalina, la morfología de la superficie, las propiedades ópticas y la eficiencia fotocatalítica del nanocompuesto p-NiO/n-CdO. Resultados Phys. 12, 562–570 (2019).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Rahman, A. et al. Estudios estructurales, ópticos y fotocatalíticos de nanoestructuras de óxidos trimetálicos preparadas por vía química húmeda. sintetizador Reunió. 259, 116228 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Aftab, M., Butt, M., Ali, D., Bashir, F. & Khan, TM Propiedades ópticas y eléctricas de películas delgadas de NiO y NiO dopadas con Cu sintetizadas por pirólisis por aspersión. Optar. Mate. 119, 111369 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Mosquera, E., del Pozo, I. & Morel, M. Estructura y corrimiento al rojo de la banda prohibida óptica en nanocompuestos CdO–ZnO sintetizados por el método sol gel. J. Química de estado sólido. 206, 265–271 (2013).

Artículo ADS CAS Google Académico

Katubi, KM et al. Síntesis y caracterización de composite de nitruro de carbono grafítico con NiFe2O4/CdO para tratamiento fotocatalítico de diclofenaco sódico y cristal violeta. Optar. Mate. 139, 113721 (2023).

Artículo CAS Google Académico

Seo, O. et al. Ajuste de las propiedades estructurales, de banda prohibida óptica y eléctricas de películas delgadas epitaxiales cultivadas a temperatura ambiente a través de la relación Fe2O3: NiO. ciencia Rep. 9, 4304 (2019).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gandhi, AC & Wu, SY Fuerte fotoluminiscencia de emisión de nivel profundo en nanopartículas de NiO. Nanomateriales 7, 231 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Subhan, MA, Ahmed, T., Uddin, N., Azad, AK & Begum, K. Síntesis, caracterización, propiedades PL, actividades fotocatalíticas y antibacterianas del nanoóxido multimetálico NiO·CeO2·ZnO. espectroquim. Acta A Mol. Biomol. Espectrosc. 136, 824–831 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Nallendran, R., Selvan, G. & Balu, A. Propiedades fotoconductoras y fotocatalíticas del nanocompuesto CdO-NiO sintetizado mediante un método químico rentable. J.Mater. ciencia Mate. Electrón. 29, 11384–11393 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Nallendran, R., Selvan, G. & Balu, A. Nanocompuesto CdO-Fe3O4 con propiedades magnéticas y fotocatalíticas mejoradas. Mate. ciencia Polonia 37, 100–107 (2019).

Artículo ADS CAS Google Académico

Arun, L., Karthikeyan, C., Philip, D. & Unni, C. Propiedades ópticas, magnéticas, eléctricas y quimiocatalíticas de nanocompuestos de CuO/NiO biosintetizados. J. física. química Sólidos 136, 109155 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Narsinga Rao, G., Yao, Y. & Chen, J. Evolución del tamaño, la morfología y las propiedades magnéticas de las nanopartículas de CuO mediante recocido térmico. Aplicación J. física 105, 093901 (2009).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Bhushan, M., Kumar, Y., Periyasamy, L. & Viswanath, AK Fabrication y un estudio detallado de las propiedades antibacterianas de los nanocompuestos α-Fe2O3/NiO junto con sus características estructurales, ópticas, térmicas, magnéticas y citotóxicas. J. Nanotecnología. 30, 185101 (2019).

Artículo ADS CAS Google Académico

Él, X.-M., Zhang, C.-W., Guo, F.-F., Yan, S.-M., Li, Y.-T., Liu, L.-Q., Zhang, H.-G., Du, Y.-W. & Zhong, WJPCCP Nanoestructuras de núcleo-capa híbridas γ-Fe2O3/NiO con polarización de intercambio: síntesis en tres pasos, microestructura y propiedades magnéticas. física química química física 21, 11967-11976 (2019).

Skoropata, E., Su, T., Ouyang, H., Freeland, J. & van Lierop, JJPRB El entremezclado permite un fuerte acoplamiento de intercambio en nanocompuestos: magnetismo a través de la ferrita interfacial en γ-Fe2O3/NiO. física Rev. B 96, 024447 (2017).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Meneses , C. , Duque , J. , Vivas , L. & Knobel , M. Síntesis y caracterización de CuO dopado con TM (TM = Fe, Ni). J. No Cryst. Sólidos 354, 4830–4832 (2008).

Artículo ADS CAS Google Académico

Mani, M. et al. Síntesis verde sistemática de nanopartículas de óxido de plata para actividad antimicrobiana. Reinar. Res. 202, 111627 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ahmad, A., Khan, M., Khan, S., Luque, R., Almutairi, T. & Karami, A. Bioconstrucción de nanopartículas de MgO utilizando extracto de planta de salvia de Texas para la degradación catalítica de azul de metileno mediante fotocatálisis. En t. J. Medio Ambiente. ciencia Tecnología 1–12 (2022).

Wagner, C., Zatko, D. y Raymond, R. Uso de las líneas de oxígeno KLL Auger en la identificación de estados químicos superficiales mediante espectroscopia electrónica para análisis químico. Adv. Anal. Química 52, 1445–1451 (1980).

Artículo CAS Google Académico

Ahmed, AAA et al. Efecto de la concentración de etilenglicol sobre las propiedades estructurales y ópticas de los nanocompuestos de óxido multimetálico CdO–NiO–Fe2O3 para la actividad antibacteriana. J. física. química Sólidos 155, 110113 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Al-Mushki, AA et al. Características estructurales, ópticas y antibacterianas de nanocompuestos de óxidos metálicos mixtos CdO–NiO–Fe2O3 preparados mediante un método de autocombustión a diferentes concentraciones de alcohol polivinílico. aplicación física A 128, 1–15 (2022).

Artículo Google Académico

Kannan, K., Radhika, D., Nesaraj, A., Sadasivuni, KK y Krishna, LS Fácil síntesis de nanocompuestos NiO-CYSO para aplicaciones fotocatalíticas y antibacterianas. Inorg. química común 122, 108307 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Kannan, K., Radhika, D., Gnanasangeetha, D., Krishna, LS y Gurushankar, K. Y3+ y Sm3+ nanocompuesto de óxido de metal mixto co-dopado: propiedades estructurales, electroquímicas, fotocatalíticas y antibacterianas. aplicación Navegar. ciencia 4, 100085 (2021).

Artículo Google Académico

Kannan, K. et al. Fabricación sencilla de nuevos nanocompuestos a base de ceria (CYO-CSO) mediante coprecipitación: rendimiento electroquímico, fotocatalítico y antibacteriano. J. Mol. Estructura. 1256, 132519 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Munawar, T. et al. Degradación fotocatalítica inducida por la luz solar de varios colorantes e inactivación bacteriana utilizando nanocompuestos CuO-MgO-ZnO. Reinar. ciencia contaminar Res. 28, 42243–42260 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Subhan, MA, Uddin, N., Sarker, P., Azad, AK y Begum, K. Fotoluminiscencia, actividades fotocatalíticas y antibacterianas del nanocompuesto de CeO2·CuO·ZnO fabricado mediante el método de coprecipitación. espectroquim. Acta A Mol. Biomol. Espectrosc. 149, 839–850 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Parvathiraja, C. & Shailajha, S. Bioproducción de fotocatálisis heterogénea de CuO y Ag/CuO, degradación de colorantes fotocatalíticos y actividades biológicas. aplicación Nanosci. 11, 1411–1425 (2021).

Artículo ADS CAS Google Académico

Warshagha, MZ, Muneer, M., Althagafi, II & Ahmed, SA Nanocompuestos AgI-CdO altamente eficientes y estables para actividad fotocatalítica y antibacteriana. RSC Avanzado. 13, 5013–5026 (2023).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mizwari, ZM, Oladipo, AA & Yilmaz, E. Nanocompuestos de quitosano/óxido de metal: Síntesis, caracterización y actividad antibacteriana. En t. J. Polym. Mate. polim. Biomater 70, 383–391 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Alam, MW et al. Efecto del dopaje con Mo en nanopartículas de NiO para modificación estructural y su eficiencia para aplicaciones antioxidantes y antibacterianas. ciencia Rep. 13, 1328 (2023).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gumerova, NI et al. Actividad antibacteriana de polioxometalatos frente a Moraxella catarrhalis. Frente. química 6, 336 (2018).

Artículo ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Suliman Mohamed, M., Timan Idriss, M., Khedr, AI, Abd AlGadir, H., Takeshita, S., Shah, MM, Ichinose, Y. y Maki, T. Actividad de Aristolochia bracteolata contra Moraxella catarrhalis. En t. J. Bacteriol. 2014 (2014).

Descargar referencias

Departamento de Física, Facultad de Ciencias Aplicadas, Universidad de Thamar, 87246, Dhamar, Yemen

Asma AA Al-Mushki, Abdullah AA Ahmed, AM Abdulwahab y Salem AS Qaid

Departamento de Física y Astronomía, Facultad de Ciencias, Universidad King Saud, PO Box 2455, Riyadh, 11451, Arabia Saudita

Salem AS Qaid, Nasser S. Alzayed y Mohammed Shahabuddin

Departamento de Biología, Facultad de Ciencias Aplicadas, Universidad de Thamar, 87246, Dhamar, Yemen

Jameel MA Abduljalil y Fuad AA Saad

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

AAAA: conceptualización, metodología, software, administración de proyectos. AAAA-M: curación de datos, análisis formal. AAAA-M: redacción: preparación del borrador original, Abdullah Ahmed Ali Ahmed: redacción del manuscrito final. AAAA-M y JMAA: mediciones biológicas. AAAA, SASQ, NSA, FAAS y MS: visualización, investigación y validación. AAAA, AMA y SASQ: visualización, supervisión. AAAA y SASQ: redacción—revisión y edición.

Correspondencia a Abdullah AA Ahmed.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Al-Mushki, AAA, Ahmed, AAA, Abdulwahab, AM et al. Efecto de la relación molar de (Ni2+ y Fe3+) sobre las propiedades magnéticas, ópticas y antibacterianas de nanocompuestos de óxidos metálicos ternarios CdO–NiO–Fe2O3. Informe científico 13, 9021 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36262-6

Descargar cita

Recibido: 04 Abril 2023

Aceptado: 31 de mayo de 2023

Publicado: 03 junio 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36262-6

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.