Published March 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Ternary silver tungstate-MoS2/graphene oxide heterostructure nanocomposite for enhanced photocatalysis under visible light and antibacterial activity

Creators

  • 1. University of Agriculture Faisalabad
  • 2. King Abdulaziz University
  • 3. Graz University of Technology
  • 4. Poznań University of Technology
  • 5. Qatar University

Description

Wastewater emanating out of industrial units is loaded with hazardous organic dyes. The hindrance in sunlight penetration into the water by this dye-loaded wastewater has led to disruption in an aquatic ecosystem. Along with these carcinogenic pollutants, biological pollutants such as noxious bacteria are present in wastewater posing serious health problems. Fabrication of narrow bandgap visible light active photocatalysts is crucial these days. Metal tungstates and metal sulphides are mainly being sought due to their unique tailorable optical and chemical properties. In the present study, silver tungstate-MoS2 supported on graphene oxide was synthesized utilizing the ultrasonic-assisted hydrothermal method. The as-synthesized ternary nanocomposite was characterized by XRD, FTIR, SEM-EDS, TEM, XPS, BET, PL, and UV-vis techniques. The photocatalytic activity of prepared nanocomposites was evaluated using methyl orange degradation under visible light. The ternary nanocomposite showed improved photoefficiency, attaining 93 % methyl orange degradation in 90 min under various optimized conditions of solution pH = 5, initial dye concentration of 10 ppm, and catalyst dose of 50 mg/100 ml. The modelization and optimization for assessing the interaction effect amongst several variables were evaluated employing Response Surface Methodology (RSM). The antibacterial activity of synthesized binary and ternary hybrid nanocomposites was determined by the inactivation of gram-negative (Escherichia coli) and gram-positive (Staphylococcus aureus) bacteria. The improved photocatalytic and antimicrobial activities of ternary nanocomposite may be credited to the synergistic effect of heterojunction among three components.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم تحميل مياه الصرف المنبعثة من الوحدات الصناعية بالأصباغ العضوية الخطرة. أدى العائق في اختراق ضوء الشمس للمياه من خلال هذه المياه العادمة المحملة بالصبغة إلى اضطراب في النظام البيئي المائي. إلى جانب هذه الملوثات المسببة للسرطان، توجد ملوثات بيولوجية مثل البكتيريا الضارة في مياه الصرف الصحي مما يشكل مشاكل صحية خطيرة. يعد تصنيع محفزات ضوئية نشطة مرئية ضيقة النطاق أمرًا بالغ الأهمية هذه الأيام. يتم البحث عن التنغستات المعدنية والكبريتيدات المعدنية بشكل أساسي بسبب خصائصها البصرية والكيميائية الفريدة القابلة للتخصيص. في هذه الدراسة، تم تصنيع تنجستات الفضة- MoS2 المدعومة بأكسيد الجرافين باستخدام الطريقة الحرارية المائية بمساعدة الموجات فوق الصوتية. يتميز المركب النانوي الثلاثي المركب بتقنيات XRD و FTIR و SEM - EDS و TEM و XPS و BET و PL والأشعة فوق البنفسجية. تم تقييم النشاط التحفيزي الضوئي للمركبات النانوية المحضرة باستخدام تحلل برتقال الميثيل تحت الضوء المرئي. أظهر المركب النانوي الثلاثي كفاءة ضوئية محسنة، حيث حقق 93 ٪ من تحلل برتقال الميثيل في 90 دقيقة في ظل ظروف محسنة مختلفة من الرقم الهيدروجيني للمحلول = 5، وتركيز صبغة أولي قدره 10 أجزاء في المليون، وجرعة محفز قدرها 50 مجم/100 مل. تم تقييم النمذجة والتحسين لتقييم تأثير التفاعل بين العديد من المتغيرات باستخدام منهجية سطح الاستجابة (RSM). تم تحديد النشاط المضاد للبكتيريا للمركبات النانوية الثنائية والثلاثية المركبة من خلال تعطيل البكتيريا سالبة الجرام (الإشريكية القولونية) والبكتيريا إيجابية الجرام (المكورات العنقودية الذهبية). يمكن أن يعزى الفضل في تحسين الأنشطة التحفيزية الضوئية والمضادة للميكروبات للمركب النانوي الثلاثي إلى التأثير التآزري للتقاطع غير المتجانس بين ثلاثة مكونات.

Translated Description (French)

Les eaux usées émanant des unités industrielles sont chargées de colorants organiques dangereux. L'obstacle à la pénétration de la lumière du soleil dans l'eau par ces eaux usées chargées de colorants a entraîné une perturbation d'un écosystème aquatique. En plus de ces polluants cancérigènes, des polluants biologiques tels que des bactéries nocives sont présents dans les eaux usées, ce qui pose de graves problèmes de santé. La fabrication de photocatalyseurs actifs à lumière visible à bande interdite étroite est cruciale de nos jours. Les tungstates métalliques et les sulfures métalliques sont principalement recherchés en raison de leurs propriétés optiques et chimiques uniques et personnalisables. Dans la présente étude, le tungstate d'argent-MoS2 supporté sur l'oxyde de graphène a été synthétisé en utilisant la méthode hydrothermique assistée par ultrasons. Le nanocomposite ternaire tel que synthétisé a été caractérisé par des techniques XRD, FTIR, SEM-EDS, TEM, XPS, BET, PL et UV-vis. L'activité photocatalytique des nanocomposites préparés a été évaluée en utilisant la dégradation de l'orange de méthyle sous lumière visible. Le nanocomposite ternaire a montré une meilleure photoefficacité, atteignant 93 % de dégradation de l'orange méthylique en 90 min dans diverses conditions optimisées de pH de solution = 5, de concentration initiale de colorant de 10 ppm et de dose de catalyseur de 50 mg/100 ml. La modélisation et l'optimisation pour évaluer l'effet d'interaction entre plusieurs variables ont été évaluées en utilisant la méthodologie de surface de réponse (RSM). L'activité antibactérienne des nanocomposites hybrides binaires et ternaires synthétisés a été déterminée par l'inactivation des bactéries gram-négatives (Escherichia coli) et gram-positives (Staphylococcus aureus). Les activités photocatalytiques et antimicrobiennes améliorées du nanocomposite ternaire peuvent être attribuées à l'effet synergique de l'hétérojonction entre trois composants.

Translated Description (Spanish)

Las aguas residuales que emanan de las unidades industriales están cargadas con colorantes orgánicos peligrosos. El obstáculo en la penetración de la luz solar en el agua por parte de estas aguas residuales cargadas de tinte ha provocado la interrupción de un ecosistema acuático. Junto con estos contaminantes cancerígenos, los contaminantes biológicos como las bacterias nocivas están presentes en las aguas residuales, lo que plantea graves problemas de salud. La fabricación de fotocatalizadores activos de luz visible con banda prohibida estrecha es crucial en estos días. Los tungstatos metálicos y los sulfuros metálicos se buscan principalmente debido a sus propiedades ópticas y químicas únicas y adaptables. En el presente estudio, se sintetizó tungstato de plata-MoS2 soportado en óxido de grafeno utilizando el método hidrotérmico asistido por ultrasonidos. El nanocompuesto ternario tal como se sintetizó se caracterizó mediante técnicas XRD, FTIR, SEM-EDS, TEM, XPS, BET, PL y UV-vis. La actividad fotocatalítica de los nanocompuestos preparados se evaluó utilizando la degradación del naranja de metilo bajo luz visible. El nanocompuesto ternario mostró una fotoeficiencia mejorada, logrando una degradación de naranja de metilo del 93 % en 90 min en diversas condiciones optimizadas de solución pH = 5, concentración inicial de colorante de 10 ppm y dosis de catalizador de 50 mg/100 ml. La modelización y optimización para evaluar el efecto de interacción entre varias variables se evaluaron empleando la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM). La actividad antibacteriana de los nanocompuestos híbridos binarios y ternarios sintetizados se determinó mediante la inactivación de bacterias gramnegativas (Escherichia coli) y grampositivas (Staphylococcus aureus). Las actividades fotocatalíticas y antimicrobianas mejoradas del nanocompuesto ternario pueden atribuirse al efecto sinérgico de la heterounión entre tres componentes.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تنجستات الفضة الثلاثية- MoS2/أكسيد الجرافين مركب نانوي غير متجانس لتعزيز التحفيز الضوئي تحت الضوء المرئي والنشاط المضاد للبكتيريا
Translated title (French)
Nanocomposite à hétérostructure tungstate d'argent ternaire-MoS2/oxyde de graphène pour une photocatalyse améliorée sous lumière visible et activité antibactérienne
Translated title (Spanish)
Nanocompuesto de tungstato de plata ternaria-MoS2/óxido de grafeno heteroestructura para mejorar la fotocatálisis bajo luz visible y actividad antibacteriana

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4307954983
DOI
10.1016/j.jphotochem.2022.114376

Is supplement to
https://openalex.org/W2684674304 (Other)
https://openalex.org/W2387216293 (Other)
https://openalex.org/W2375903092 (Other)
https://openalex.org/W2368710402 (Other)
https://openalex.org/W2352195022 (Other)
https://openalex.org/W2243751800 (Other)
https://openalex.org/W2083707091 (Other)
https://openalex.org/W2080109862 (Other)
https://openalex.org/W2008448373 (Other)
https://openalex.org/W1968535696 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2012677124
  • https://openalex.org/W2031835027
  • https://openalex.org/W2061231297
  • https://openalex.org/W2069449745
  • https://openalex.org/W2276178250
  • https://openalex.org/W2313644824
  • https://openalex.org/W2332887924
  • https://openalex.org/W2343579745
  • https://openalex.org/W2345277757
  • https://openalex.org/W2465613196
  • https://openalex.org/W2515623107
  • https://openalex.org/W2561989910
  • https://openalex.org/W2598491963
  • https://openalex.org/W2605444032
  • https://openalex.org/W2616027870
  • https://openalex.org/W2620207143
  • https://openalex.org/W2621411195
  • https://openalex.org/W2622490737
  • https://openalex.org/W2741517294
  • https://openalex.org/W2745677639
  • https://openalex.org/W2765746122
  • https://openalex.org/W2865252945
  • https://openalex.org/W2889555644
  • https://openalex.org/W2893700455
  • https://openalex.org/W2899683794
  • https://openalex.org/W2902342080
  • https://openalex.org/W2907641242
  • https://openalex.org/W2936265137
  • https://openalex.org/W2946846073
  • https://openalex.org/W2969876077
  • https://openalex.org/W2982011539
  • https://openalex.org/W2992512599
  • https://openalex.org/W2996585884
  • https://openalex.org/W2996967065
  • https://openalex.org/W3005828937
  • https://openalex.org/W3009126825
  • https://openalex.org/W3018297476
  • https://openalex.org/W3033274828
  • https://openalex.org/W3035696449
  • https://openalex.org/W3048632194
  • https://openalex.org/W3093084330
  • https://openalex.org/W3093897075
  • https://openalex.org/W3120615267
  • https://openalex.org/W3120854100
  • https://openalex.org/W3122625945
  • https://openalex.org/W3132079298
  • https://openalex.org/W3145446916
  • https://openalex.org/W3157544033
  • https://openalex.org/W3158309419
  • https://openalex.org/W3159558410
  • https://openalex.org/W3162961340
  • https://openalex.org/W3163313076
  • https://openalex.org/W3164549672
  • https://openalex.org/W3180235770
  • https://openalex.org/W3183905471
  • https://openalex.org/W3193595690
  • https://openalex.org/W3195978134
  • https://openalex.org/W3207933985
  • https://openalex.org/W3209594726
  • https://openalex.org/W3211573448
  • https://openalex.org/W3214907546
  • https://openalex.org/W4200048068
  • https://openalex.org/W4210302347
  • https://openalex.org/W4220820452
  • https://openalex.org/W4224314973
  • https://openalex.org/W4225309824
  • https://openalex.org/W856590347