Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (6), 793–805
(CdO)1-x(Mn3O4)x (x = 0.0/0.25/ 0.50/0.75/1.0) nanocrystals: preparation by a facile method, physicochemical properties and applications
Selvaraj Jebisha – M.S. University, Tirunelveli, Tholayavattam-629167, Tamil Nadu, India
Ganesan Deepa – Pioneer Kumaraswamy College, Nagercoil-629003, Tamil Nadu, India
Jesumarian Johnson – Annai Velankanni College, Tholayavattam-629167, Tamil Nadu, India
Chelliah K. Mahadevan – Bharathidasan University, Tiruchirappalli-620024, Tamil Nadu, India
Corresponding author: G. Deepa, gdeepavinod@ymail.com; C. K. Mahadevan, mahadevan58@yahoo.co.in
DOI 10.17586/2220-8054-2024-15-6-793-805
ABSTRACT High phase pure (CdO)1-x(Mn3O4)x (x = 0.0/0.25/ 0.50/0.75/1.0) nanocrystals (including multiphased nanocomposites) were prepared by using a simple microwave-assisted solvothermal method, and characterized structurally, chemically, optically and electrically by carrying out X-ray diffraction, electron microscopic (SEM/TEM), energy dispersive X-ray absorption spectral, optical (UV-Vis) absorption spectral and AC electrical (at various temperatures and frequencies) measurements. Samples prepared exhibit crystalline nature, high chemical purity, nearly uniform spherical morphology, considerable particle sizes (within 47 nm), higher optical band gap energies (4.0 – 5.3 eV) and normal dielectric behavior. Studies were made to understand their capability in photocatalytic degradation (evaluated using Methylene Blue (MB) dye under UV-visible irradiation) and antimicrobial activity against gram positive Bacillus Subtilis (BS), gram negative Escherichia Coli (EC) and fungal Candida Albicans (CA). Results indicate a higher photocatalytic degradation with MB dye for the three multi-phased (CdO)1-x(Mn3O4)x nanocomposites (with x = 0.25/0.50/0.75) prepared (with light of wavelength around 665 nm), and a higher antimicrobial activity with the bacteria (BS and EC) than with the fungus (CA); however, the phase pure Mn3O4 (with x = 1.0) nanocrystal has been found to be more active with all the three microbes considered.
KEYWORDS transition metal oxides nanocomposites, microwave-assisted solvothermal method, physicochemical properties, photocatalytic degradation, antimicrobial activity
ACKNOWLEDGEMENTS Authors are thanful to the Department of Physics and Research Centre of Annai Velankanni College, Tholayavattam, for providing AU 2603 UV-VIS Double Beam Spectrometer and Muffle furnace.
FOR CITATION Jebisha S., Deepa G., Johnson J., Mahadevan C.K. (CdO)1-x(Mn3O4)x (x = 0.0/0.25/ 0.50/0.75/1.0) nanocrystals: preparation by a facile method, physicochemical properties and applications. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (6), 793–805.
[In Russian] С. Джебиша, Г. Дипа, Дж. Джонсон, К. К. Махадеван
(CdO)1-x(Mn3O4)x (x = 0.0/0.25/ 0.50/0.75/1.0) нанокристаллы: приготовление простым методом, физико-химические свойства и применение
АННОТАЦИЯ Высокой фазовой чистоты (CdO)1-x(Mn3O4)x (x = 0.0/0.25/ 0.50/0.75/1.0) нанокристаллы (включая многофазные нанокомпозиты) были получены с использованием простого микроволнового сольвотермального метода и охарактеризованы структурно, химически, оптически и электрически путем проведения рентгеновской дифракции, электронной микроскопии (СЭМ/ТЭМ), энергодисперсионного рентгеновского спектрального поглощения, оптического (УФ-видимого) спектрального поглощения и переменного электрического (при различных температурах и частотах) измерений. Полученные образцы демонстрируют кристаллическую природу, высокую химическую чистоту, почти однородную сферическую морфологию, значительные размеры частиц (в пределах 47 нм), более высокие оптические энергии запрещенной зоны (4,0–5,3 эВ) и нормальное диэлектрическое поведение. Были проведены исследования для понимания их способности к фотокаталитической деградации (оцененной с использованием красителя метиленового синего (МБ) при УФ-видимом облучении) и антимикробной активности против грамположительных Bacillus Subtilis (BS), грамотрицательных Escherichia Coli (EC) и грибков Candida Albicans (CA). Результаты указывают на более высокую фотокаталитическую деградацию с красителем MB для трех многофазных (CdO)1-x(Mn3O4)x нанокомпозитов (с x = 0.25/0.50/0.75) приготовленных (с помощью света с длиной волны около 665 нм), и более высокая антимикробная активность с бактериями (БС и ЕС), чем с грибком (КА); однако было найдено, что чистая фаза Mn3O4 (с x = 1.0) нанокристаллом более активна по отношению ко всем трем рассматриваемым микробам.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА Нанокомпозиты оксидов переходных металлов; Микроволновый сольвотермальный метод; Физико-химические свойства; Фотокаталитическая деградация; Антимикробная активность
