生物启发法合成氧化镁纳米颗粒：结构、热学与光学特性的创新研究及其在光电器件中的应用

本研究采用生态友好的生物启发法，以Cassia auriculata和Psidium guajava叶提取物成功合成高纯度氧化镁纳米颗粒（MgO NPs），通过XRD、TGA、SEM等技术证实其27 nm和13 nm的晶体尺寸及5.4 eV宽禁带特性，为光电器件和污染物吸附提供了新型材料解决方案，推动了绿色纳米技术的发展。

　　

在环境污染与能源危机日益严峻的背景下，开发低成本、低毒性的纳米材料成为科学界的重要课题。传统化学合成法常使用有毒试剂且能耗高，而生物启发法（Bio-inspired synthesis）因其生态友好性备受关注。氧化镁纳米颗粒（MgO NPs）因其宽禁带（5.4 eV）、高热稳定性和表面活性，在光电器件和环境修复中潜力巨大，但如何通过绿色途径优化其合成仍是挑战。

为此，印度蒂鲁内尔维利Sadakathullah Appa College的M. Irfana Amrin团队以两种药用植物——Cassia auriculata（具抗氧化特性）和Psidium guajava（富含抗菌成分）的叶提取物为还原剂，成功合成了MgO NPs。研究通过X射线衍射（XRD）确认其立方晶系结构，热重分析（TGA）确定最佳煅烧温度为500⁰
C，扫描电镜（SEM）揭示了27 nm（Cassia合成）和13 nm（Psidium合成）的粒径差异，光致发光光谱显示其在紫外-可见光区的发射特性，表明其适用于LED和传感器开发。

关键技术方法
研究采用植物水提法制备还原剂，以0.1M Mg(NO₃
)₂
·6H₂
O为前驱体，通过XRD分析晶体结构，TGA评估热稳定性，SEM观察形貌，UV-Vis和光致发光光谱测定光学特性。

研究结果

1. X射线衍射分析：XRD图谱与标准卡片（JCPDS 79–0612）匹配，证实立方晶系MgO NPs的高纯度，Rietveld精修显示Cassia与Psidium合成的颗粒晶粒尺寸分别为27 nm和13 nm。
2. 热重分析：TGA显示500⁰
   C为最佳煅烧温度，此时羟基基团完全分解，形成稳定MgO相。
3. 形貌与光学特性：SEM显示颗粒呈不规则球形，UV-Vis光谱测得禁带宽度为5.4 eV，光致发光光谱在400–500 nm有强发射峰，表明其适合紫外屏蔽材料。

结论与意义
该研究通过植物提取物实现了MgO NPs的绿色合成，其小尺寸、高纯度和优异光学性能为光电器件（如UV探测器）和环境污染治理（如废水吸附）提供了新材料。方法学上的创新——避免有毒试剂、低温煅烧——为纳米技术的可持续发展提供了范式。论文发表于《Journal of Luminescence》，为跨学科研究（材料科学、植物学、环境工程）树立了典范。