Nanoestructuras de NPsAg/TNT y Ag3PO4/TNT como alternativa para la degradación de contaminantes y como agentes microbicidas

Abstract

"Los nanotubos de titanatos de hidrógeno son nanoestructuras alternativas (TNT) para tratar la contaminación ambiental, tales como la desinfección de microorganismos patógenos y la limpieza de aguas residuales y aire contaminado. Una posible solución para estas problemáticas ambientales es el desarrollo de fotocatalizadores que pueden responder a la radiación de luz visible. En esta tesis, se sintetizaron nanotubos de titanato funcionalizados con nanopartículas de plata (NPsAg) y fosfato de plata (Ag3PO4) utilizando TiO2 comercial. Las nanopartículas funcionalizadas en la superficie de los nanotubos TNT se caracterizan por sus capacidades microbicidas y mejoran la separación de pares electrón-hueco fotogenerados. Las nanoestructuras preparadas se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), microcopias electrónicas (MEB y MET), espectroscopía UV-vis-DRS y fisisorción de nitrógeno (BET-BJH). Los nanotubos TNT funcionalizados con diferentes porcentajes de NPsAg y Ag3PO4. Primero se evaluaron en la degradación de Eosina amarillenta para determinar las principales especies reactivas responsables (ROS) que controlan la fotoactividad. Luego se estudió su rol como agentes microbicidas con Escherichia coli (E. coli) y Candida glabrata (C. glabrata) como microorganismos modelo patógenos. La vía de la desactivación fotocatalítica asistida se estudió mediante las microscopias MEB y MET mostrando que la integridad de la membrana fue dañada por las especies reactivas de oxígeno; y también revela que la morfología penetrante de los nanotubos puede inducir la muerte celular en un período de 45-60 minutos. Las nanoestructuras de Ag3PO4 son letales para C. glabrata."

"Titanate nanotubes are alternative nanostructures (TNT) to treat environmental pollution such as pathogenic microorganism disinfection and cleaning of wastewater and polluted air. A possible solution for these environmental problems is the development of photocatalysts that can respond to visible-light radiation. In this research, the synthesis of titanate nanotubes functionalized with silver nanoparticles (AgNPs) and silver phosphate (Ag3PO4) using a commercial TiO2 is achieved. The nanoparticles functionalized on the TNT surface are known as microbicides and enhances the separation of photogenerated electron-hole pairs. The as-prepared nanostructures were characterized by X-ray diffraction (XRD), electronic microcopies (SEM and TEM), UV-vis-DRS spectroscopy and nitrogen physisorption (BET-BJH). The TNT nanostructures functionalized with different loadings of AgNPs and Ag3PO4. First they were evaluated in the Eosin Y degradation in order to determine the main responsible reactive species (ROS) which control the photocatalytic performance. Then the role as microbicides agents was studied using Escherichia coli (E. coli) and Candida glabrata (C. glabrata) as pathogenic model microorganisms. The pathway of the photo-assisted catalytic inactivation was studied by SEM and TEM techniques displaying that the membrane integrity was damaged by the reactive oxygen species; and also revealing the sharp nanotube morphology which induces the cell death within a period of 45–60 min. The Ag3PO4 results to be lethal for C. glabrata."