基于桉树叶提取物生物合成的MoO3 /g-C3 N4 纳米复合材料光催化降解罗丹明B和二甲双胍污染物的研究

本研究针对水体中难降解的罗丹明B染料和二甲双胍药物污染物，通过桉树叶提取物辅助生物合成MoO3 纳米颗粒（NPs）与多孔石墨相氮化碳（GCN）复合，开发出高效稳定的MoO3 -GCN异质结光催化剂。实验表明，0.75?g GCN复合体系在90-120分钟内对两种污染物的降解率均超98%，速率常数较纯MoO3 NPs提升2倍以上，且循环稳定性优异，为绿色水处理技术提供新策略。

　　

随着工业化和城市化的加速，水体污染已成为全球性环境挑战。纺织业排放的合成染料（如罗丹明B）和制药业残留的降糖药物二甲双胍，因其持久性和生物毒性，对水生生态系统和人类健康构成严重威胁。传统处理方法难以有效降解这些污染物，而光催化技术因其高效、环保特性成为研究热点。然而，现有催化剂普遍存在可见光利用率低、电荷复合率高、合成过程污染大等问题。为此，K.S. Rangasamy理工学院的研究团队创新性地将植物提取物合成与纳米复合技术结合，开发出基于桉树叶生物合成的MoO₃
/g-C₃
N₄
纳米复合材料，相关成果发表于《Journal of Alloys and Compounds Communications》。

研究采用桉树叶提取物生物还原法制备MoO₃
NPs，通过热聚合法合成多孔GCN，并利用超声技术构建不同GCN负载量（0.25-0.75?g）的MoO₃
-GCN复合材料。通过XRD、BET、TEM等技术表征材料结构，在模拟太阳光下测试对RhB和Mf的降解效率，并评估循环稳定性。

Results and discussion部分揭示：XRD证实复合材料保留α-MoO₃
正交晶相，GCN的引入使晶体尺寸从45?nm降至32?nm；BET显示0.75?g GCN复合物比表面积达99.754?m²
/g，孔径分布优化；UV-Vis显示可见光吸收边红移，带隙从3.2?eV（纯MoO₃
）缩至2.85?eV。光催化实验中，0.75?g GCN复合物表现最优，RhB和Mf降解率分别达98.85%和98.06%，速率常数k为3.25×10^?2
?min^?1
和4.1×10^?2
?min^?1
，较纯MoO₃
提升2倍以上。机理分析表明GCN的二维结构促进电荷分离，其与MoO₃
形成的II型异质结有效抑制电子-空穴复合。

Conclusion指出：该研究开创性地将植物绿色合成与异质结工程结合，开发的MoO₃
-GCN复合材料兼具高催化活性（5次循环后效率仍>95%）和环境友好特性。其创新点在于：1）利用桉树叶多酚类物质实现MoO₃
NPs的绿色可控合成；2）通过GCN掺杂调控能带结构，实现太阳光全谱响应；3）建立的"吸附-光降解"协同机制为复杂污染物治理提供普适性方案。这项工作不仅为水体修复提供新型催化剂，也为纳米材料的可持续制备范式树立标杆。