编辑推荐：
为解决染料污染难题，研究人员利用桑树叶提取物绿色合成 TiO?及 Ag/Cu 掺杂 TiO?纳米粒子，通过 XRD、SEM 等表征其性能，发现 3% Ag 掺杂 TiO?光催化降解亚甲基蓝效率达 98.55%，为水污染治理提供新路径。
工业染料如亚甲基蓝（MB）因化学稳定性高、难生物降解，通过食物链威胁生态与人类健康，传统处理技术成本高、需有害试剂。开发高效环保的降解材料成为迫切需求。在此背景下，研究人员开展了利用植物提取物绿色合成纳米催化剂及其光催化性能的研究。
中国研究人员以桑树叶提取物为媒介，成功绿色合成 TiO?及 Ag/Cu 掺杂 TiO?纳米粒子，旨在提升光催化降解有机污染物的效率。研究发现，3% Ag 掺杂 TiO?纳米粒子在阳光下 90 分钟内对亚甲基蓝的降解率高达 98.55%，显著优于 Cu 掺杂及未掺杂样品，为工业废水处理提供了经济可持续的解决方案。该研究成果发表在《Hybrid Advances》。
研究采用的关键技术方法包括：通过 X 射线衍射（XRD）分析晶体结构及粒径，利用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散 X 射线光谱（EDS）观察表面形貌与元素组成，借助傅里叶变换红外光谱（FT-IR）确定官能团，运用 UV - 可见光谱（UV-Vis）研究带隙能量，通过光催化降解实验评估对亚甲基蓝的去除效率，同时考察 pH、催化剂剂量、接触时间和染料浓度的影响，并进行动力学分析和催化剂重复使用性测试。
结果分析
- FT-IR 研究：桑树叶提取物的 FT-IR 谱图显示 3338.75 cm?1 处的 OH 基团峰和 1634 cm?1 处的 C=C 双键峰，表明存在酚类等生物分子。TiO?及掺杂样品的谱图显示金属 - OH 键振动和 Ti-O 键特征峰，证实合成成功。
- XRD 分析：未掺杂 TiO?呈现锐钛矿相特征峰，Ag/Cu 掺杂后主要峰位向低 2θ 偏移，表明晶格应变，且掺杂提高结晶度，粒径随掺杂浓度增加而增大，晶格应变减小。
- SEM 与 EDS 分析：TiO?和 Ag 掺杂样品呈不规则球形，Cu 掺杂为长方体形貌，Ag 掺杂样品团聚更明显。EDS 证实元素组成且无杂质。
- 光学分析：UV-Vis 光谱显示掺杂使 TiO?带隙能量降低（未掺杂 3.03 eV，3% Ag 掺杂 2.74 eV），增强光吸收能力。
- 光催化活性：碱性条件（pH 10）降解效果最佳，催化剂剂量 1.2 g/L 为最优。90 分钟内，3% Ag 掺杂 TiO?降解率最高，动力学符合一级反应模型，且重复使用 4 次后仍保持高效。
结论与意义
该研究首次利用桑树叶提取物绿色合成 Ag/Cu 掺杂 TiO?纳米粒子，证实 3% Ag 掺杂样品因低带隙和高电荷分离效率表现出最优光催化性能。研究结果不仅拓展了绿色纳米合成技术的应用，也为染料废水处理提供了低成本、高效且环境友好的催化剂选择，对可持续环境治理和污染控制技术发展具有重要推动作用。研究强调的绿色合成路径符合环保法规，为工业规模化应用奠定了基础。
