无花果叶提取物体积调控CdO纳米颗粒形貌及其光催化降解甲基橙性能研究

本研究针对绿色合成CdO纳米颗粒（NPs）的光催化应用，通过调控无花果叶提取物体积（10-40 mL）实现了对纳米颗粒形貌（63-107 nm）和能带结构（3.68-3.79 eV）的精准调控。40 mL提取物制备的NPs在H?O?辅助下对甲基橙降解率达94%（速率常数0.0306 min?1），且循环5次活性稳定，为水体污染物治理提供了新型绿色催化材料。

　　

本研究聚焦于采用绿色方法合成氧化镉纳米颗粒（Cadmium Oxide Nanoparticles, CdO NPs），通过使用不同体积的无花果（Ficus carica）叶提取物作为还原剂、封端剂和稳定剂，成功制备出具有光催化活性的纳米材料。反应混合物的颜色变化初步证实了CdO NPs的形成，后续通过多种表征技术进一步验证。傅里叶变换红外光谱（FTIR）检测到特征性Cd-O振动峰（400–550 cm?1），紫外-可见吸收光谱与漫反射光谱计算得出带隙能量范围为3.68至3.79 eV。场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）分析显示，提取物体积显著影响纳米颗粒的形貌：使用10 mL提取物时，因稳定剂不足，形成具有圆形突起的互联簇状结构，粒径约为107.01 ± 1.72 nm；而使用较高体积（25 mL和40 mL）时，则生成较小（63.31 ± 0.68 nm和62.01 ± 0.93 nm）、分散性更好的球形纳米颗粒。X射线衍射（XRD）证实纳米颗粒为面心立方晶体结构，能量色散X射线光谱（EDX）及元素映射表明提取物体积与前驱体还原效率呈正相关。在甲基橙降解实验中，40 mL提取物制备的CdO NPs表现出优异的光催化性能（无H?O?时速率常数0.0057 min?1，降解率39%），添加H?O?后性能显著提升（速率常数0.0306 min?1，降解率94%）。研究还系统考察了溶液pH、催化剂投加量和染料浓度等关键参数的影响。经过五次循环使用后，催化剂仅出现轻微活性下降，XRD分析表明其晶体结构保持稳定，体现出良好的可重复应用性。本研究首次揭示通过调节无花果叶提取物体积可有效调控CdO NPs的形貌与光催化效率，为污染水体净化提供了创新性解决方案。