Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (1), 104–114
Synthesis and antibacterial activity of transition metal (Ni/Mn) co-doped TiO2 nanophotocatalyst on different pathogens under visible light irradiation
Sankara Rao Miditana – Government Degree College, Puttur, Chittoor, Andhra Pradesh – 517583, India; Andhra University, Visakhapatnam, Andhra Pradesh – 530003, India; sraom90@gmail.com
Siva Rao Tirukkovalluri – Andhra University, Visakhapatnam, Andhra Pradesh – 530003, India; sivaraoau@gmail.com
Imandi Manga Raju – Andhra University, Visakhapatnam, Andhra Pradesh – 530003, India; mangorchem@gmail.com
Corresponding author: Sankara Rao Miditana, sraom90@gmail.com
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-1-104-114
ABSTRACT Visible light driven photocatalytically active mesoporous nanomaterials plays an indispensable role for antibacterial activity in low light applications. In this work, nanomaterials were handily prepared by varying the dopant concentrations from 0.25 to 1.0 Wt % using sol-gel method. All the prepared samples were characterized by Powdered X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV/Vis-DRS), Transmission electron microscopy (TEM) and Brauner–Emmett–Teller (BET). The characterization results revealed that a photocatalytically active phase i.e.; anatase and rutile mixed phase was observed for co-doped catalyst samples. Due to substitutional doping of Mn and Ni by replacing Ti, the frequency shift of Ti–O–Ti in the catalyst samples was observed by FTIR. Further the catalyst shows roughmorphology, irregular particle shape with less particle size having high surface area, and reduced band gap energy. The photocatalytically active materials antibacterial activity was discerned by using Sphingomonas paucimobilis and Pseudomonas fluorescence. The result of antibacterial activity shows that among all nanocatalysts, NMT2 catalyst shows optimum zone of inhibition at 25.1±0.2 mm for Sphingomonas paucimobilis and 18.1±0.2 mm for Pseudomonas fluorescence compared to standard (chloramphenicol) value at 24.1±0.1 mm and 23.1±0.05 mm at 100 μg/mL respectively.
KEYWORDS nanomaterials, photocatalysis, Ni/Mn–TiO2, antibacterial activity, agar-well diffusion method
FOR CITATION Miditana S.R., Tirukkovalluri S.R., Raju I.M. Synthesis and antibacterial activity of transition metal (Ni/Mn) co-doped TiO2 nanophotocatalyst on different pathogens under visible light irradiation. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (1), 104–114.
[In Russian] Санкара Рао Мидитана, Шива Рао Тирукковаллури, Иманди Манга Раджу
Синтез и антибактериальная активность нанофотокатализатора TiO2, легированного переходным металлом (Ni/Mn), в отношении различных патогенов при облучении видимым светом
АННОТАЦИЯ Фотокаталитически активные мезопористые наноматериалы, управляемые видимым светом, играют незаменимую роль в антибактериальной активности в условиях низкой освещенности. В этой работе наноматериалы были приготовлены путем изменения концентрации легирующей примеси от 0.25 до 1.0 масс.% с использованием золь-гель метода. Все приготовленные образцы были охарактеризованы с помощью порошковой рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (SEM-EDS), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), спектроскопии диффузного отражения в ультрафиолетовом и видимом диапазонах (UV/Vis-DRS), просвечивающая электронная микроскопия (TEM); удельная поверхность оценивалась с использованием метода Браунер-Эммет-Теллер (BET). Результаты характеризации показали, что фотокаталитически активная фаза, т.е. смешанная фаза анатаза и рутила наблюдалась для образцов катализаторов, легированных совместно. Из-за замещающего легирования Mn и Ni путем замены Ti сдвиг частоты Ti–O–Ti в образцах катализатора наблюдался с помощью FTIR. Кроме того, катализатор демонстрирует неправильную форму частиц небольшого размера, большую площадь поверхности и уменьшенную ширину запрещенной зоны. Антибактериальную активность фотокаталитически активных материалов определяли с помощью флуоресценции Sphingomonas paucimobilis и Pseudomonas. Результат антибактериальной активности показывает, что среди всех нанокатализаторов катализатор NMT2 показывает оптимальную зону ингибирования при 25.1±0.2 мм для Sphingomonas paucimobilis и 18.1±0.2 мм для флуоресценции Pseudomonas по сравнению со стандартным (хлорамфениколом) значением при 24.1±0.1 мм и 23.1±0.05 мм при 100 мкг/мл соответственно.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА наноматериалы, фотокатализ, Ni/Mn–TiO2, антибактериальная активность, метод диффузии в лунки агара.
