Published February 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Facile route for preparation of cuprous oxide/copper/cupric oxide nanoparticles by using simultaneous electrochemical and reduction reaction

Creators

  • 1. Thai Nguyen University
  • 2. Vietnam Academy of Science and Technology
  • 3. Hanoi University of Industry
  • 4. Vietnam National University, Hanoi

Description

Cuprous oxide/copper/cupric oxide nanoparticles were synthesized through a hybrid process involving anodic dissolution and a controlled redox reaction between NaOH and glucose in the solution. The study demonstrates the structural manipulation of the material by varying the reaction components within the solution. Morphology, structural analyses using SEM (Scanning Electron Microscope), EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy), TEM (Transmission Electron Microscope), FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), XRD (X-ray diffraction), and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) unveiled the tunability of the material's structure based on the reaction components. Nitrogen adsorption analysis employing the Brunauer-Emmett-Teller (BET) equation confirmed the material's porosity, while Dynamic Light Scattering (DLS) measurements provided insights into the materials' hydrodynamic size and zeta potential. The results demonstrated that by increasing the glucose/NaOH ratio during the reaction, the different structures and morphologies of the distinct products were obtained from the clustering of small nanoparticles to cubic shape and flower-like structure. Antibacterial activity tests conducted on various bacterial strains showed a correlation between the morphology and structure of the material and its antibacterial properties. The highest substantial antibacterial efficacy against all tested bacterial strains at a dosage of 100 μg/L was obtained for the samples with clustering morphology, whereas the remaining materials showed no discernible antibacterial effect against one of the studied bacteria. The results also demonstrated that the sample with a clustering structure exhibited superior antibacterial properties when dispersed in water containing dimethylsulfoxide.

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

Translated Description (Arabic)

تم تصنيع جسيمات أكسيد النحاس/النحاس/أكسيد النحاس النانوية من خلال عملية هجينة تنطوي على الذوبان الأنودي وتفاعل اختزال متحكم فيه بين هيدروكسيد الصوديوم والجلوكوز في المحلول. توضح الدراسة التلاعب الهيكلي للمادة من خلال تغيير مكونات التفاعل داخل المحلول. كشفت المورفولوجيا والتحليلات الهيكلية باستخدام SEM (مجهر المسح الإلكتروني) و EDX (التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة) و TEM (المجهر الإلكتروني للإرسال) و FTIR (التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه) و XRD (حيود الأشعة السينية) و XPS (التحليل الطيفي الكهروضوئي للأشعة السينية) عن إمكانية ضبط بنية المادة بناءً على مكونات التفاعل. أكد تحليل امتزاز النيتروجين الذي يستخدم معادلة بروناور- إيميت- تيلر (BET) مسامية المادة، في حين قدمت قياسات تشتت الضوء الديناميكي (DLS) رؤى حول الحجم الهيدروديناميكي للمواد وإمكانات زيتا. أظهرت النتائج أنه من خلال زيادة نسبة الجلوكوز/هيدروكسيد الصوديوم أثناء التفاعل، تم الحصول على الهياكل والمورفولوجيات المختلفة للمنتجات المتميزة من تجميع الجسيمات النانوية الصغيرة إلى الشكل المكعب والبنية الشبيهة بالزهور. أظهرت اختبارات النشاط المضاد للبكتيريا التي أجريت على سلالات بكتيرية مختلفة وجود علاقة بين مورفولوجيا وهيكل المادة وخصائصها المضادة للبكتيريا. تم الحصول على أعلى فعالية كبيرة مضادة للبكتيريا ضد جميع السلالات البكتيرية التي تم اختبارها بجرعة 100 ميكروغرام/لتر للعينات ذات مورفولوجيا التجميع، في حين لم تظهر المواد المتبقية أي تأثير مضاد للبكتيريا ملحوظ ضد إحدى البكتيريا التي تمت دراستها. وأظهرت النتائج أيضًا أن العينة ذات البنية العنقودية أظهرت خصائص مضادة للجراثيم فائقة عند تشتيتها في الماء المحتوي على ثنائي ميثيل سلفوكسيد.

Translated Description (French)

Les nanoparticules d'oxyde cuivreux/cuivre/oxyde cuivrique ont été synthétisées par un processus hybride impliquant une dissolution anodique et une réaction redox contrôlée entre NaOH et glucose dans la solution. L'étude démontre la manipulation structurelle du matériau en faisant varier les composants réactionnels au sein de la solution. La morphologie, les analyses structurales utilisant le MEB (microscope électronique à balayage), l'EDX (spectroscopie X à dispersion d'énergie), le met (microscope électronique à transmission), le FTIR (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier), le XRD (diffraction des rayons X) et le XPS (spectroscopie photoélectronique aux rayons X) ont dévoilé l'accordabilité de la structure du matériau en fonction des composants de la réaction. L'analyse d'adsorption d'azote utilisant l'équation de Brunauer-Emmett-Teller (BET) a confirmé la porosité du matériau, tandis que les mesures de diffusion dynamique de la lumière (DLS) ont fourni des informations sur la taille hydrodynamique et le potentiel zêta des matériaux. Les résultats ont démontré qu'en augmentant le rapport glucose/NaOH au cours de la réaction, les différentes structures et morphologies des produits distincts ont été obtenues à partir du regroupement de petites nanoparticules en forme cubique et en structure florale. Des tests d'activité antibactérienne menés sur différentes souches bactériennes ont montré une corrélation entre la morphologie et la structure du matériau et ses propriétés antibactériennes. L'efficacité antibactérienne substantielle la plus élevée contre toutes les souches bactériennes testées à une dose de 100 μg/L a été obtenue pour les échantillons présentant une morphologie de regroupement, tandis que les matériaux restants n'ont montré aucun effet antibactérien perceptible contre l'une des bactéries étudiées. Les résultats ont également démontré que l'échantillon avec une structure en grappes présentait des propriétés antibactériennes supérieures lorsqu'il était dispersé dans de l'eau contenant du diméthylsulfoxyde.

Translated Description (Spanish)

Las nanopartículas de óxido cuproso/cobre/óxido cúprico se sintetizaron a través de un proceso híbrido que implica disolución anódica y una reacción redox controlada entre NaOH y glucosa en la solución. El estudio demuestra la manipulación estructural del material variando los componentes de reacción dentro de la solución. La morfología, los análisis estructurales utilizando SEM (microscopio electrónico de barrido), edX (espectroscopía de rayos X dispersiva de energía), TEM (microscopio electrónico de transmisión), FTIR (espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier), XRD (difracción de rayos X) y XPS (espectroscopía fotoelectrónica de rayos X) revelaron la capacidad de ajuste de la estructura del material en función de los componentes de la reacción. El análisis de adsorción de nitrógeno empleando la ecuación de Brunauer-Emmett-Teller (BET) confirmó la porosidad del material, mientras que las mediciones de dispersión dinámica de luz (DLS) proporcionaron información sobre el tamaño hidrodinámico y el potencial zeta de los materiales. Los resultados demostraron que al aumentar la relación glucosa/NaOH durante la reacción, las diferentes estructuras y morfologías de los distintos productos se obtuvieron a partir de la agrupación de pequeñas nanopartículas en forma cúbica y estructura similar a una flor. Las pruebas de actividad antibacteriana realizadas en varias cepas bacterianas mostraron una correlación entre la morfología y la estructura del material y sus propiedades antibacterianas. La eficacia antibacteriana sustancial más alta contra todas las cepas bacterianas analizadas a una dosis de 100 μg/L se obtuvo para las muestras con morfología de agrupamiento, mientras que los materiales restantes no mostraron ningún efecto antibacteriano discernible contra una de las bacterias estudiadas. Los resultados también demostraron que la muestra con una estructura de agrupamiento exhibió propiedades antibacterianas superiores cuando se dispersó en agua que contenía dimetilsulfóxido.

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0c0d121a47f2e03dc291a92189affcfa
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
المسار السهل لتحضير جسيمات أكسيد النحاس/النحاس/أكسيد النحاس النانوية باستخدام تفاعل كهروكيميائي وتفاعل اختزال متزامن
Translated title (French)
Voie facile pour la préparation de nanoparticules d'oxyde cuivreux/cuivre/oxyde cuivrique en utilisant simultanément une réaction électrochimique et une réaction de réduction
Translated title (Spanish)
Vía fácil para la preparación de nanopartículas de óxido cuproso/cobre/óxido cúprico mediante el uso de una reacción electroquímica y de reducción simultánea

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391352509
DOI
10.1016/j.heliyon.2024.e25195

Is supplement to
https://openalex.org/W4306651465 (Other)
https://openalex.org/W2886952586 (Other)
https://openalex.org/W2592880937 (Other)
https://openalex.org/W2469380993 (Other)
https://openalex.org/W2358035620 (Other)
https://openalex.org/W2093113994 (Other)
https://openalex.org/W2046158925 (Other)
https://openalex.org/W1986576703 (Other)
https://openalex.org/W1978334775 (Other)
https://openalex.org/W1971760344 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1857610905
  • https://openalex.org/W1995120427
  • https://openalex.org/W1995984443
  • https://openalex.org/W1998891934
  • https://openalex.org/W2003407756
  • https://openalex.org/W2015874077
  • https://openalex.org/W2023348863
  • https://openalex.org/W2072085152
  • https://openalex.org/W2081650108
  • https://openalex.org/W2143481222
  • https://openalex.org/W2215701641
  • https://openalex.org/W2330956188
  • https://openalex.org/W2512166948
  • https://openalex.org/W2574444118
  • https://openalex.org/W2611488498
  • https://openalex.org/W2765636062
  • https://openalex.org/W2766144101
  • https://openalex.org/W2766393141
  • https://openalex.org/W2789556838
  • https://openalex.org/W2791780113
  • https://openalex.org/W2803349574
  • https://openalex.org/W2883973021
  • https://openalex.org/W2885395901
  • https://openalex.org/W2893196103
  • https://openalex.org/W2896035458
  • https://openalex.org/W2962673320
  • https://openalex.org/W2962795940
  • https://openalex.org/W2963476952
  • https://openalex.org/W2978650681
  • https://openalex.org/W2992628778
  • https://openalex.org/W3009860485
  • https://openalex.org/W3040689287
  • https://openalex.org/W3091565772
  • https://openalex.org/W3092837694
  • https://openalex.org/W3095589563
  • https://openalex.org/W3111562519
  • https://openalex.org/W3120563959
  • https://openalex.org/W3129298026
  • https://openalex.org/W3151941575
  • https://openalex.org/W3176291673
  • https://openalex.org/W3214708766
  • https://openalex.org/W4206694452
  • https://openalex.org/W4319166198
  • https://openalex.org/W4321094709
  • https://openalex.org/W4321793400
  • https://openalex.org/W4366455296