SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS E ÓXIDOS METÁLICOS SUPORTADAS EM CARVÃO ATIVADO PARA REMOÇÃO DE ESCHERICHIA COLI DA ÁGUA

Resumo

Materiais antibacterianos para aplicação na purificação de água foram produzidos a partir de carvão ativado suportados com nanopartículas (NPs) de prata (Ag) e cobre (Cu). Os materiais foram produzidos utilizando-se o método de impregnação a vácuo com soluções aquosas dos sais metálicos de nitrato de prata (AgNO3) e sulfato de cobre (CuSO4.5H2O) em diferentes concentrações, seguido da etapa de decomposição térmica para síntese das NPs de Ag e Cu no carvão ativado. A caracterização textural dos materiais foi realizada através de técnicas de medidas de área superficial específica BET, área de microporos (método t) e volume e diâmetro de poros (método HK); a caracterização estrutural foi realizada por análises de Difratometria de Raios-X (DRX) e a caracterização morfológica por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Os materiais produzidos em diferentes concentrações: C/Ag 0,3 % Cu 1,0 %, C/Ag 0,3 % e C/Cu 1,0 %, foram avaliados em relação à atividade antibacteriana contra as bactérias Escherichia coli em filtros de purificação de água, conforme estabelecido pela norma ABNT NBR 16098:2012, nas condições de 5 % e 95 % da vida útil do filtro. Os materiais modificados somente com NPs de Ag (C/Ag 0,3 %) e NPs de Cu (C/Cu 1,0 %) mostraram uma atividade antibacteriana inferior a 2 log de remoção de (1,36 log/1,07 log) e (1,31 log/0,94 log), respectivamente. Em contrapartida, o material produzido com a combinação de NPs de Ag e Cu (C/Ag 0,3 %Cu 1,0 %) mostrou uma elevada atividade antibacteriana (4,91 log/ 3,75 log), inibindo completamente o crescimento bacteriano e, por conseguinte, este pode ser considerado como potencial material antibacteriano na purificação da água.

Abstract

Antibacterial material for application in drinking water purification were produced from activated carbon supported with nanoparticles (NPs) of silver (Ag) and copper (Cu). The materials were produced using vacuum impregnation method with aqueous solutions of metallic salts of silver nitrate (AgNO3) and copper sulfate (CuSO4.5H2O) in different concentrations, followed by thermal decomposition step for synthesis of NPs (Ag) and NPs (Cu) on activated carbon. The textural characterization was carried out by measurements techniques of BET specific surface area, micropore area (t method) and pore volume and diameter (HK method); the structural characterization was performed by Diffraction X-Ray analysis (XRD) and morphological characterization by Transmission Electron Microscopy (TEM). The produced materials in different concentrations: C/Ag 0,3 % Cu 1,0 %, C/Ag 0,3 % and C/Cu 1,0 %, were evaluated for antibacterial activity against Escherichia coli in water purification filters according to standard ABNT NBR 16098:2012, under the conditions of 5 % and 95 % of the filter life. The modified materials with single NPs of Ag (C/Ag 0,3 %) and NPs of Cu (C/Cu 1,0 %) showed an antibacterial activity less than 2 log reduction (1.36 log / 1.07 log) and ( 1.31 log / log 0.94), respectively. However, the produced material with combination of NPs of Ag and Cu (C/Ag 0,3 % Cu 1,0 %) showed a high antibacterial activity (4.91 log / 3.75 log ) completely inhibiting the bacterial growth, and therefore, this can be considered as potential antibacterial material for water purification.