Structural transformation of Ag3PO4 and Ag3PO4/TiO2 induced by visible light and Cl− ions: its impact on their photocatalytic, antimicrobial, and antifungal performance

Autor: Adriana Janczura, Katarína Baďurová, Tomas Roch, Leonid Satrapinskyy, Martin Motola, Ján Greguš, Ewa Dworniczek, Gustav Plesch
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Chemical Papers. 74:2785-2797
ISSN: 1336-9075
2585-7290
DOI: 10.1007/s11696-020-01118-0
Popis: In this work, synthesis of Ag3PO4 and its composite with TiO2 (Ag3PO4/TiO2) toward study of two phenomena naturally occurring in Ag3PO4 is reported, specifically a visible light-driven (i.e., photocorrosion) and chloride ion-driven transformation of Ag3PO4 to AgCl in chloride-free and chloride-present aqueous solution. A deeper insight on this transformation via study of their structural and morphological changes using X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) is performed. Substantial amount of AgCl is detected in both Ag3PO4-based materials after visible light irradiation in chloride-present environment. This led to an increase in optical band gap of Ag3PO4 and Ag3PO4/TiO2 from 2.52 to 2.99 eV and 2.48 to 3.02 eV, respectively. Impact of these structural changes in Ag3PO4 and Ag3PO4/TiO2 on their photocatalytic activity is evaluated from the photoinduced catalytic, antibacterial, and antifungal performance under visible light irradiation. The photocatalytic activity of pristine and photocorroded Ag3PO4 is increased by similar to 10 times compared to that of pristine and photocorroded Ag3PO4/TiO2. Photocorroded Ag3PO4 and Ag3PO4/TiO2 possess minor antibacterial and antifungal activities (cell survival similar to 90%), whereas using pristine Ag3PO4 and Ag3PO4/TiO2 the cell survival is reduced by 100% after 60 and 120 min, respectively. Tato práce představuje syntézu Ag3PO4 a jeho kompozitu s TiO2 (Ag3PO4/TiO2) a studuje dva fenomény přirozené se vyskytujíci v Ag3PO4 materiálu. Konkrétně se jedná o viditelným světlem řízenou transformaci (tj. fotokorozi) a chloridovými ionty řízenou transformaci Ag3PO4 na AgCl v kapalných roztocích za přítomnosti a nepřítomnosti chloridových iontů Hlubší pohled této transformace byl sledován pomoci studia strukturních a morfologických změn za pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM), rentgenové difrakce (XRD) a energiově-disperzní rentgenové spektroskopie (EDS). Značné množství AgCl bylo detekováno v obou Ag3PO4 materiálech po ozáření viditelným světlem a v přítomnosti chloridových iontú. To vedlo k zvýšení optického zakázaného pásu Ag3PO4 z 2.52 na 2.99 eV a Ag3PO4/TiO2 z 2.48 na 3.02 eV, respektive. Impakt těchto strukturálních změn v Ag3PO4 a Ag3PO4/TiO2 na jejich fotokatalytické, antibakteriální a antifungální vlastnosti byl studovan na základě ozáření viditelným světlem. Fotokatalytická aktivita čistého a fotokorodovaného Ag3PO4 byla zvýšens přibližně 10 krát v porovnání s čistým a fotokorodovaným Ag3PO4/TiO2. Fotokorodovaný Ag3PO4 a Ag3PO4/TiO2 měli slabé antibakteriální a antifungální aktivity (experiment přežilo 90% buněk), zatímco aktivita čistého Ag3PO4 a Ag3PO4/TiO2 byla 100% za 60 a 120 minut, respektive.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: