Design of Bismuth-based Nanostructures with Photocatalytic and Antibacterial Activity

Abstract

En el presente trabajo se sintetizaron y decoraron nanoestructuras (NEs) de vanadato de bismuto (BiVO4-NEs) con grafeno (G) y plata (Ag): BiVO4, G/BiVO4, Ag/BiVO4 y G/Ag/BiVO4 con el objetivo de fotodegradar colorantes como cristal violeta (CV) e inactivar bacterias representativas (E. coli) mediante exposición a luz visible basadas en lámparas LEDs. El porcentaje de degradación de CV logrado por las NEs varió de 73 a 100 % en 180 min. La fotoinactivación de E. coli al 100% se logró en 60 min de irradiación con Ag/BiVO4 y en 180 min con G/Ag/BiVO4. La NE que exhibió el desempeño más alto en la fotodegradación de CV y la inactivación de E. coli fue G/Ag/BiVO4. Se determinaron las especies oxidativas principales causantes de la fotodegradación y fotoinactivación usando las NE sintetizadas y, además, se confirmó su estabilidad química y posible reuso.

In the present work, bismuth vanadate nanostructures (BiVO4-NSs) were synthesized and decorated with graphene (N-G) and silver (Ag): BiVO4, G/BiVO4, Ag/BiVO4 and G/Ag/BiVO4 with the aim to photodegrade dyes such as Crystal Violet (VC) and photoinactivate the bacteria (E. coli) as a model, using visible LEDs lamp irradiation. The percent degradation of VC achieved by NSs varied from 73 to 100 % within 180 min. The photoinactivation of E. coli (100 %) was achieved in 60 min of irradiation with Ag/BiVO4 and in 180 min using G/Ag/BiVO4. The NS that exhibited the highest performance in VC photodegradation and E. coli inactivation was G/Ag/BiVO4. The main oxidative species causing the photodegradation and photoinactivation over the NSs was determined and their chemical stability and possibility of reuse was investigated.