Antibacterial properties of 2D zeolites

master
dc.abstract.enZeolites are microporous, crystalline, hydrated aluminosilicate minerals made of tetrahedral building units: SiO4 and AlO4. They are negatively charged due to the presence of aluminium atoms resulting in the formation of Brønsted acid sites. Additionally, Lewis acid sites are present and may located both inside the zeolite framework and on the external surface of the crystals. The negative charge of the framework allows for zeolites application as ion-exchangers, adsorbents and catalysts. Possibility of introduction of the cations with proven antibacterial properties open up another field of potential applications – in medicine. The aim of our study is to investigate the properties of MCM-56 zeolite, a layered, two-dimensional zeolite form MWW family modified by etching with NH4F/HF solution and ion-exchanged by tin and zinc cations. The ion-exchanged zeolites were then tested for antibacterial action. All the samples were characterized by XRD, XRF, FTIR, and N2 adsorption to evaluate their structural, acidic and textural properties. Etching with NH4F/HF solution was performed to increase the external surface and enhance the sorption properties of parent MCM-56 zeolite. To check whether the organic template may be used to protect the microporous parts, etching was performed for zeolite still containing template molecules and the one with template removed by calcination. Adsorption of basic molecules shows the decrease in Si/Al ratio for both samples resulting, thus increase of their ion-exchange capacity. XRF analysis showed that both Sn2+ and Zn2+ cations were introduced in relatively high quantities (1-4 wt %). The location and speciation of the cations were examined by FTIR with CO as the probe molecules. Antibacterial tests give positive results only for tin-exchanged zeolites, whether the Zn-MCM-56 was inactive.pl
dc.abstract.plZeolity są mikroporowatymi, krystalicznymi, uwodnionymi glinokrzemianami zbudowanymi z tetraedrów SiO4 i AlO4. Materiały te posiadaj ujemny ładunek sieci, dzięki obecności atomów glinu Prowadzi to do powstawania kwasowych centrów typu Brønsteda. Dodatkowo obecne są również centra kwasowe typu Lewisa, tworzące się zarówno wewnątrz struktury zeolitu jak i na powierzchni kryształów. Ujemny ładunek struktury zeolitu pozwala na zastosowanie tych materiałów jako wymieniaczy jonowych, adsorbentów i katalizatorów. Możliwość wprowadzenia kationów z udowodnionymi właściwościami antybakteryjnymi otwiera nowe, potencjalne zastosowanie tych materiałów w medycynie.Głównym celem niniejszej pracy jest zbadanie właściwości warstwowego zeolitu MCM-56, należącego do rodziny MWW, zmodyfikowanego poprzez wytrawianie roztworem NH4F/HF, a następnie poddanego klasycznej wymianie jonowej na kationy cyny i cynku. Wymienione zeolity przebadano pod kątem ich działania antybakteryjnego. Ponadto wszystkie próbki zostały scharakteryzowane przy użyciu technik: XRD, XRF, FTIR oraz niskotemperaturowej adsorpcji N2 w celu oceny ich własności strukturalnych, teksturalnych i kwasowych.Wytrawianie próbek roztworem HF/NH4F przeprowadzono w celu zwiększenia powierzchni zewnętrznej i poprawy właściwości sorpcyjnych macierzystego zeolitu MCM-56. Aby sprawdzić czy szablon organiczny może być stosowany do ochrony struktury mikroporów, wytrawianie przeprowadzono dla zeolitu zarówno zawierającego szablon organiczny jak i takiego, w którym szablon ten został usunięty w procesie kalcynacji. Adsorpcja cząsteczek sond wykazuje wzrost stosunku Si/Al dla obu próbek, a tym samym wzrost pojemności jonowymiennej. Analiza XRF wykazała, że kationy Sn2+ i Zn2+ wprowadzono do struktury w stosunkowo dużych ilości (1-4 % wagowych). Lokalizację i specjację kationów badano za pomocą metody FTIR przy użyciu CO jako cząsteczki sondy.Testy antybakteryjne dały pozytywne rezultaty tylko w przypadku zeolitów wymienionych kationami cyny, zeolit Zn-MCM-56 był nieaktywny.pl
dc.affiliationWydział Chemiipl
dc.areaobszar nauk ścisłychpl
dc.contributor.advisorGil, Barbara - 128059 pl
dc.contributor.authorLedhe, Auréliepl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WC3pl
dc.contributor.reviewerGil, Barbara - 128059 pl
dc.contributor.reviewerDorożyński, Przemysław - 129211 pl
dc.date.accessioned2020-07-26T20:08:41Z
dc.date.available2020-07-26T20:08:41Z
dc.date.submitted2016-06-20pl
dc.fieldofstudychemiapl
dc.identifier.apddiploma-103414-220599pl
dc.identifier.projectAPD / Opl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/209934
dc.languageengpl
dc.subject.enzeolites 2D, Sn2+/Zn2+ - MCM-56, antibacterial propertiespl
dc.subject.plzeolity 2D, Sn2+/Zn2+ - MCM-56, właściwości antybakteryjnepl
dc.titleAntibacterial properties of 2D zeolitespl
dc.title.alternativeAntybakteryjne właściwości zeolitów 2Dpl
dc.typemasterpl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
Zeolites are microporous, crystalline, hydrated aluminosilicate minerals made of tetrahedral building units: SiO4 and AlO4. They are negatively charged due to the presence of aluminium atoms resulting in the formation of Brønsted acid sites. Additionally, Lewis acid sites are present and may located both inside the zeolite framework and on the external surface of the crystals. The negative charge of the framework allows for zeolites application as ion-exchangers, adsorbents and catalysts. Possibility of introduction of the cations with proven antibacterial properties open up another field of potential applications – in medicine. The aim of our study is to investigate the properties of MCM-56 zeolite, a layered, two-dimensional zeolite form MWW family modified by etching with NH4F/HF solution and ion-exchanged by tin and zinc cations. The ion-exchanged zeolites were then tested for antibacterial action. All the samples were characterized by XRD, XRF, FTIR, and N2 adsorption to evaluate their structural, acidic and textural properties. Etching with NH4F/HF solution was performed to increase the external surface and enhance the sorption properties of parent MCM-56 zeolite. To check whether the organic template may be used to protect the microporous parts, etching was performed for zeolite still containing template molecules and the one with template removed by calcination. Adsorption of basic molecules shows the decrease in Si/Al ratio for both samples resulting, thus increase of their ion-exchange capacity. XRF analysis showed that both Sn2+ and Zn2+ cations were introduced in relatively high quantities (1-4 wt %). The location and speciation of the cations were examined by FTIR with CO as the probe molecules. Antibacterial tests give positive results only for tin-exchanged zeolites, whether the Zn-MCM-56 was inactive.
dc.abstract.plpl
Zeolity są mikroporowatymi, krystalicznymi, uwodnionymi glinokrzemianami zbudowanymi z tetraedrów SiO4 i AlO4. Materiały te posiadaj ujemny ładunek sieci, dzięki obecności atomów glinu Prowadzi to do powstawania kwasowych centrów typu Brønsteda. Dodatkowo obecne są również centra kwasowe typu Lewisa, tworzące się zarówno wewnątrz struktury zeolitu jak i na powierzchni kryształów. Ujemny ładunek struktury zeolitu pozwala na zastosowanie tych materiałów jako wymieniaczy jonowych, adsorbentów i katalizatorów. Możliwość wprowadzenia kationów z udowodnionymi właściwościami antybakteryjnymi otwiera nowe, potencjalne zastosowanie tych materiałów w medycynie.Głównym celem niniejszej pracy jest zbadanie właściwości warstwowego zeolitu MCM-56, należącego do rodziny MWW, zmodyfikowanego poprzez wytrawianie roztworem NH4F/HF, a następnie poddanego klasycznej wymianie jonowej na kationy cyny i cynku. Wymienione zeolity przebadano pod kątem ich działania antybakteryjnego. Ponadto wszystkie próbki zostały scharakteryzowane przy użyciu technik: XRD, XRF, FTIR oraz niskotemperaturowej adsorpcji N2 w celu oceny ich własności strukturalnych, teksturalnych i kwasowych.Wytrawianie próbek roztworem HF/NH4F przeprowadzono w celu zwiększenia powierzchni zewnętrznej i poprawy właściwości sorpcyjnych macierzystego zeolitu MCM-56. Aby sprawdzić czy szablon organiczny może być stosowany do ochrony struktury mikroporów, wytrawianie przeprowadzono dla zeolitu zarówno zawierającego szablon organiczny jak i takiego, w którym szablon ten został usunięty w procesie kalcynacji. Adsorpcja cząsteczek sond wykazuje wzrost stosunku Si/Al dla obu próbek, a tym samym wzrost pojemności jonowymiennej. Analiza XRF wykazała, że kationy Sn2+ i Zn2+ wprowadzono do struktury w stosunkowo dużych ilości (1-4 % wagowych). Lokalizację i specjację kationów badano za pomocą metody FTIR przy użyciu CO jako cząsteczki sondy.Testy antybakteryjne dały pozytywne rezultaty tylko w przypadku zeolitów wymienionych kationami cyny, zeolit Zn-MCM-56 był nieaktywny.
dc.affiliationpl
Wydział Chemii
dc.areapl
obszar nauk ścisłych
dc.contributor.advisorpl
Gil, Barbara - 128059
dc.contributor.authorpl
Ledhe, Aurélie
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WC3
dc.contributor.reviewerpl
Gil, Barbara - 128059
dc.contributor.reviewerpl
Dorożyński, Przemysław - 129211
dc.date.accessioned
2020-07-26T20:08:41Z
dc.date.available
2020-07-26T20:08:41Z
dc.date.submittedpl
2016-06-20
dc.fieldofstudypl
chemia
dc.identifier.apdpl
diploma-103414-220599
dc.identifier.projectpl
APD / O
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/209934
dc.languagepl
eng
dc.subject.enpl
zeolites 2D, Sn2+/Zn2+ - MCM-56, antibacterial properties
dc.subject.plpl
zeolity 2D, Sn2+/Zn2+ - MCM-56, właściwości antybakteryjne
dc.titlepl
Antibacterial properties of 2D zeolites
dc.title.alternativepl
Antybakteryjne właściwości zeolitów 2D
dc.typepl
master
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
22
Views per month
Views per city
Giza
2
Krakow
2
Wroclaw
2
Bialystok
1
Dublin
1
Kuala Lumpur
1
Olkusz
1
Warsaw
1

No access

No Thumbnail Available