壳聚糖修饰植物介导ZnO纳米颗粒的光催化降解罗丹明B性能增强机制研究

《Inorganic Chemistry Communications》：Phytomediated chitosan-modified ZnO NPs for photocatalytic degradation of rhodamine B: Analytical insights through LC/MS and HPLC

本文报道了采用胡桃叶提取物绿色合成壳聚糖修饰氧化锌纳米颗粒（ZnO-C NPs）及其光催化性能。研究表明，壳聚糖修饰显著减小了纳米颗粒尺寸（从56.98±2.4 nm降至18.83±0.41 nm），提高了比表面积和胶体稳定性，使罗丹明B（RhB）降解率达到97.48%。通过LC-MS和HPLC分析揭示了完整降解路径，证实·OH和·O2?自由基在光催化机制中起主导作用。

　　

亮点

材料

醋酸锌二水合物（Zn(CH₃COO)₂·2H₂O），西格玛奥德里奇公司；氢氧化钠（NaOH），Loba Chemie公司；聚乙二醇，Loba Chemie公司；来自虾壳的壳聚糖，Loba Chemie公司；冰醋酸（CH₃COOH），Loba Chemie公司；罗丹明B（C₂₈H₃₁ClN₂O₃），Loba Chemie公司；甲醇（CH₃OH），Loba Chemie公司；蒸馏水。

胡桃叶甲醇提取物的提取

优质胡桃叶采集自印度喜马偕尔邦西姆拉地区，并经印度植物调查局——高海拔西喜马拉雅区域中心鉴定。

XRD和Zeta电位分析

图1(a)展示了合成的ZnO-P和ZnO-C纳米颗粒的XRD衍射图谱。在2θ值约31.73 (100)、34.38 (002)、36.21 (101)、47.48 (102)、56.53 (110)、62.78 (103)、66.30 (200)、67.87 (112)和69.00 (201)处观察到的衍射峰及其对应的(hkl)晶面，与标准JCPDS卡片号21-1272匹配良好，对应于六方纤锌矿相的ZnO。从衍射图可以观察到，ZnO-P和ZnO-C纳米颗粒都是结晶的。

RhB染料的降解

光催化实验在所有制备的催化剂上进行，初始条件为25 mg催化剂剂量和10 ppm染料浓度。降解研究始于建立吸附-解吸平衡30分钟。结果表明，在光催化反应前，去除了23.506%的RhB。如图7(a)所示，经过180分钟后，ZnO-P对RhB的光降解率达到82.35%，而ZnO-C达到97.48%。将壳聚糖引入ZnO-P中...

结论

该研究证明了使用胡桃叶提取物成功合成了ZnO纳米颗粒，以及壳聚糖修饰的胡桃叶提取物介导的ZnO-C纳米颗粒具有优异的光催化性能。全面的表征证实，壳聚糖修饰后颗粒尺寸减小、比表面积增加、胶体稳定性提高。光催化实验表明，ZnO-C在可见光下对罗丹明B的降解效率显著更高（97.48%）...