Synthèse et caractérisation de nanocompositesà base de polyaniline et rGO : activité photocatalytique et antibactérienne

Abstract

توضح هذه الدراسة التوليف الكهروكيميائي للمركبات النانوية على أساس العصي النانويللبوليانيلين مع أكسيد الجرافين المختزل (PANI-rGO) على ركائز ITO الزجاجية الناقلة للكهرباء.تم تطوير تخليق المركبات النانوية PANI-rGOمن خلال دمجrGOفي أغشية PANI الرقيقة أثناء عملية البلمرة الكهربية في وجود حمض الكبريتيك. تم توليف أكسيد الجرافين المختزل عن طريق التعديل على طريقة هامر المشهورة ثم تخفيضه كيميائيا للحصول على الـ rGOحيث تم تمييز المركبات النانوية ذات الأغشية الرقيقة بواسطة التحليل الطيفي للإلكترون الضوئي بالأشعة السينية (XPS) ، الفحص المجهري الإلكتروني (FESEM) ، التحليل الطيفي للتيار الضوئي بالأشعة فوق البنفسجية المرئية والكهروكيميائية. كشف FESEM عن تكوين العصي النانوية PANI بأقطار تتراوح بين 50 و 150 نانومتر. تم استخدام XPS لتأكيد تركيبات المركبات النانوية لغشاء. PANI-rGOمن النتائج الكهروكيميائية الضوئية ، تم تحسين التيار الضوئي المتولد في وجودrGOالمدمج فيالبوليانيلينذو العصي النانوي حيث تظهر النتائج التجريبية أن إدخالrGOفي PANI أدى إلى تحسين استجابة التيار الضوئي من 7 مللي أمبير / سم 2 إلى 13 مللي أمبير / سم 2. ينتج عن تكامل ثلاثي الأبعاد rGO في PANI أداء تحفيزي ضوئي أفضل لتدهور اللون الأحمر الكونغولي .(CR) كشف النشاط التحفيزي المعزز مع وجود rGO عن الإمكانات الجيدة للمركبات النانوية PANI-rGO لتدهور الصبغة.حيث تمت ملاحظة إزالة فعالة لأحمر الكونغو بنسبة تصل إلى 90٪ في الوسط الحمضي. في الظروف المثلى ، تم أيضًا فحص طبيعة الأنشطة المضادة للبكتيريا بواسطة الأغشية الرقيقة ITO / PANI و ITO / PANI-rGO المدمجة مع الشيتوزان، وأظهرت النتائج نشاطًا ضد نمو بكتيريا الإشريكية القولونية سالبة الجرام.

This study depicts the electrochemical synthesis of nanocomposites based on polyaniline nanorods with reduced graphene oxide (PANI-rGO) on ITO substrates. Synthesis of PANI-rGO nanocomposites was elaborated by the incorporation of rGO in PANI thin films during electropolymerization in the presence of sulfuric acid. The synthesis of reduced graphene oxide was done by the modification on the well-known Hammer's method. The thin films nanocomposites were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Scanning electron microscopy (FESEM), UV–Visible and electrochemical photocurrent spectroscopy. FESEM revealed the formation of PANI nanorods with diameters between 50 and 100 nm. The XPS was employed to confirm the compositions of PANI-rGO nanocomposites. From photoelectrochemical results, the generated photocurrent was improved in the presence of rGO. Experimental results show that the introduction of rGO into PANI improved the photo response from 7 to 13 mA/cm2. Integration of 3D rGO in PANI showsa better photocatalytic performance for the degradation of Congo red (CR). The enhanced photocatalytic activity with the presence of rGO revealed the good potential of PANI-rGO nanocomposites for dye degradation. The effective removal of Congo red up to 90% has been observed in acidic medium. Also the nature of the antibacterial activities has been investigated by thin films ITO/PANI and ITO/PANI-rGO integrated with chitosan, and the results have exhibited a good antibacterial activity against the growth of E.coli gram-negative bacteria.

Cette étude décrit la synthèse électrochimique de nanocomposites à base de nanorods de polyaniline avec de l'oxyde de graphène réduit (PANI-rGO) sur des substrats ITO.La synthèse de nanocomposites PANI-rGO a été élaborée par l'incorporation de rGO dans des films minces de PANI lors de l'électropolymérisation en présence d'acide sulfurique.La synthèse de l'oxyde de graphène réduit s'est faite par modification de la méthode bien connue de Hammer.Les nanocomposites à films minces ont été caractérisés par spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS), microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie UV-Visible et photocourant électrochimique. MEB a révélé la formation de nanorods PANI avec des diamètres compris entre 50 et 100 nm.Le XPS a été utilisé pour confirmer les compositions des nanocomposites PANI-rGO.D'après les résultats photoélectrochimiques, le photocourant généré a été amélioré en présence de rGO. Les résultats expérimentaux montrent que l'introduction de rGO dans PANI a amélioré la photoréponse de 7 à 13 mA/cm2.L'activité photocatalytique accrue avec la présence de rGO a révélé le bon potentiel des nanocomposites PANI-rGO pour la dégradation des colorants.L'élimination efficace du rouge Congo jusqu'à 90% a été observée en milieu acide.Aux conditions optimales, l’activité antibactérienne a également été étudiée par des films minces ITO/PANI et ITO/PANI-rGO intégrée avec le chitosane, et les résultats ont montré une activité antibactérienne contre la croissance des bactéries de gram-négatives ;E. coli.