Wettability, Photoactivity, and Antimicrobial Activity of Glazed Ceramic Tiles Coated with Titania Films Containing Tungsten

Autores
Onna, Diego Ariel; Fuentes Flores, Keyla Mayerlin; Spedalieri, Ana Cecilia; Perullini, Ana Mercedes; Marchi, María Claudia; Alvarez, Fernando; Candal, Roberto Jorge; Bilmes, Sara A.
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Self-cleaning coatings are advanced materials for the removal of pollutants and microorganisms by combining wettability, photocatalytic degradation, and antimicrobial activity. In this work, we propose a rational design of self-cleaning films based on TiO2 synthesized by sol-gel on commercial glazed ceramic tiles for building's indoor applications. The synthesis strategy is based on hydrolysis and condensation of Ti-isopropoxide in the presence of W(VI) precursors to tune defects and crystallinity of the resulting W-TiO2 thin film. From the microstructure and surface composition analysis for different tungsten contents and annealing temperatures, we conclude that the film is composed by sintered TiO2 particles with adsorbed polytungstates (WOx) that inhibit anatase/rutile transformation. Polytungstates on TiO2 also induce surface defects that enhance water contact angle and inactivation of Escherichia coli under visible light. The presence of W(VI) has a negligible effect toward crystal violet degradation either under visible or under UV light. These results provide evidence on the existence of at least two different types of defects: (i) intrinsic defect from a sol-gel route and (ii) induced defect by tungsten species on the surface. Understanding the correlation between composition, structure, and self-cleaning properties provides a base for an efficient design of low-cost self-cleaning ceramic tiles that can be fully manufactured in an industrial plant.
Fil: Onna, Diego Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Fuentes Flores, Keyla Mayerlin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Spedalieri, Ana Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Perullini, Ana Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Marchi, María Claudia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Alvarez, Fernando. Universidade Estadual de Campinas; Brasil
Fil: Candal, Roberto Jorge. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Bilmes, Sara A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Materia
Wettability
Photoactivity
Antimicrobial
Titania Films
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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From the microstructure and surface composition analysis for different tungsten contents and annealing temperatures, we conclude that the film is composed by sintered TiO2 particles with adsorbed polytungstates (WOx) that inhibit anatase/rutile transformation. Polytungstates on TiO2 also induce surface defects that enhance water contact angle and inactivation of Escherichia coli under visible light. The presence of W(VI) has a negligible effect toward crystal violet degradation either under visible or under UV light. These results provide evidence on the existence of at least two different types of defects: (i) intrinsic defect from a sol-gel route and (ii) induced defect by tungsten species on the surface. Understanding the correlation between composition, structure, and self-cleaning properties provides a base for an efficient design of low-cost self-cleaning ceramic tiles that can be fully manufactured in an industrial plant.Fil: Onna, Diego Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Fuentes Flores, Keyla Mayerlin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Spedalieri, Ana Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Perullini, Ana Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Marchi, María Claudia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Alvarez, Fernando. Universidade Estadual de Campinas; BrasilFil: Candal, Roberto Jorge. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bilmes, Sara A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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Fil: Onna, Diego Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
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