Compósitos TiO2/ZIF-67: síntese e aplicação como antibacteriano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Campos, Raquel Dantas
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18724
Resumo: Drug resistant bacteria emerged as a global health crisis, turning the antibacterial materials into a necessity. This work suggests as antibacterial materials two TiO2/ZIF-67 composites synthetized by two different microwave-assisted solvothermal routes: the one-pot synthesis by directly mixing the precursors (titanium(IV) isopropoxide, cobalt(II) nitrate and 2- methylimidazole) and the two-steps synthesis by dispersing the obtained TiO2 into the cobalt(II) nitrate and 2-methylimidazole precursor solutions. The main purpose of these composites are an effective but less cytotoxic biocide when compared to its compounds. TiO2 has been wildly studied as antimicrobial agent, on the other hand ZIF-67 has only a few recent studies. These individual phases, which constitute the composites, were also synthesized by known routes and routes closer to the ones used for obtaining the composites. The produced materials were characterized by X-ray diffraction, UV-Vis, FTIR, Raman and electron dispersion spectroscopies, thermogravimetric analysis, scanning and transmission electron microscopies. From these characterizations we can see that the synthesized TiO2 and the ZIF-67 are in the expected crystalline phase, the one pot composite has amorphous titania and crystalline ZIF67, and the two steps composite has both TiO2 and ZIF-67 crystalline. For the antimicrobial study, the Staphylococcus aureus bacteria was used in a macrodilution test in the dark. The results shown that TiO2 has no activity, ZIF-67 has activity until 2.5 mg/mL, the one pot composite present activity until 5 mg/mL and the two steps composite displayed activity until 1 mg/mL. Initial studies were also made in the solar cells and in the photocatalysis filed.
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TiO2 has been wildly studied as antimicrobial agent, on the other hand ZIF-67 has only a few recent studies. These individual phases, which constitute the composites, were also synthesized by known routes and routes closer to the ones used for obtaining the composites. The produced materials were characterized by X-ray diffraction, UV-Vis, FTIR, Raman and electron dispersion spectroscopies, thermogravimetric analysis, scanning and transmission electron microscopies. From these characterizations we can see that the synthesized TiO2 and the ZIF-67 are in the expected crystalline phase, the one pot composite has amorphous titania and crystalline ZIF67, and the two steps composite has both TiO2 and ZIF-67 crystalline. For the antimicrobial study, the Staphylococcus aureus bacteria was used in a macrodilution test in the dark. The results shown that TiO2 has no activity, ZIF-67 has activity until 2.5 mg/mL, the one pot composite present activity until 5 mg/mL and the two steps composite displayed activity until 1 mg/mL. Initial studies were also made in the solar cells and in the photocatalysis filed.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESFinanciadora de Estudos e Projetos - FinepFundação de Apoio à Pesquisa do Estado da Paraíba - FAPESQAs bactérias resistentes a antibióticos geraram uma crise de saúde global, fazendo necessário o uso de antimicrobianos. Os materiais antibacterianos sugeridos nesse trabalho são dois compósitos de TiO2/ZIF-67 sintetizados por método solvotermal assistido por micro-ondas em diferentes rotas: a síntese simultânea através da mistura dos precursores de TiO2 e de ZIF67 (isopropóxido de titânio(IV), nitrato de cobalto(II) e 2-metilimidazol) e síntese em duas etapas através da dispersão da titânia previamente sintetizada nas soluções de nitrato de cobalto e 2-metilimidazol. O objetivo principal desse compósito é diminuir a citotoxicidade quando comparado ao uso de seus componentes individualmente. O TiO2 é um material já amplamente estudado como antibacteriano, enquanto a ZIF-67 (uma rede zeolítica de imidazolato parte dos polímeros de coordenação, também conhecidos por MOFs) começou a ser estudada há pouco. As fases individuais que compõem os compósitos também foram sintetizadas por rotas conhecidas e por rotas próximas à usada para os compósitos para comparação. Os compósitos produzidos, bem como suas fases sintetizadas, foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopias Raman, na região do UV-Vis, na região do infravermelho e de dispersão de energia, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão, e análise termogravimétrica. De acordo com essas caracterizações, infere-se que o TiO2 e a ZIF-67 obtidos são cristalinos e estão na fase esperada, o compósito por síntese simultânea tem a titânia amorfa e a ZIF-67 cristalina, e o compósito por síntese em duas etapas tem a titânia e a ZIF-67 cristalinas. O teste de susceptibilidade realizado com a bactéria Staphylococcus aureus na ausência de iluminação especial, mostrou que o TiO2 não tem atividade antibacteriana, a ZIF-67 tem atividade até 2,5 mg/mL, o compósito de síntese em duas etapas tem atividade até 1 mg/mL, o compósito de síntese simultânea tem atividade até 5 mg/mL. Estudos iniciais também foram realizados nas áreas de células solares e de fotocatálise.Universidade Federal da ParaíbaBrasilQuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFPBSantos, Iêda Maria Garcia doshttp://lattes.cnpq.br/7060067415685353Silva, Fausthon Fred dahttp://lattes.cnpq.br/1169473420708631Campos, Raquel Dantas2020-12-13T20:07:03Z2021-07-242020-12-13T20:07:03Z2020-07-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18724porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-02T23:32:09Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18724Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-02T23:32:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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description Drug resistant bacteria emerged as a global health crisis, turning the antibacterial materials into a necessity. This work suggests as antibacterial materials two TiO2/ZIF-67 composites synthetized by two different microwave-assisted solvothermal routes: the one-pot synthesis by directly mixing the precursors (titanium(IV) isopropoxide, cobalt(II) nitrate and 2- methylimidazole) and the two-steps synthesis by dispersing the obtained TiO2 into the cobalt(II) nitrate and 2-methylimidazole precursor solutions. The main purpose of these composites are an effective but less cytotoxic biocide when compared to its compounds. TiO2 has been wildly studied as antimicrobial agent, on the other hand ZIF-67 has only a few recent studies. These individual phases, which constitute the composites, were also synthesized by known routes and routes closer to the ones used for obtaining the composites. The produced materials were characterized by X-ray diffraction, UV-Vis, FTIR, Raman and electron dispersion spectroscopies, thermogravimetric analysis, scanning and transmission electron microscopies. From these characterizations we can see that the synthesized TiO2 and the ZIF-67 are in the expected crystalline phase, the one pot composite has amorphous titania and crystalline ZIF67, and the two steps composite has both TiO2 and ZIF-67 crystalline. For the antimicrobial study, the Staphylococcus aureus bacteria was used in a macrodilution test in the dark. The results shown that TiO2 has no activity, ZIF-67 has activity until 2.5 mg/mL, the one pot composite present activity until 5 mg/mL and the two steps composite displayed activity until 1 mg/mL. Initial studies were also made in the solar cells and in the photocatalysis filed.
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