基于辣木叶绿色合成的氧化镍纳米颗粒表征及其在沼气增产中的生态应用

本研究针对传统纳米颗粒合成方法高能耗、高污染的问题，采用辣木叶提取物绿色合成氧化镍纳米颗粒(NiO NPs)，通过UV-Vis、FTIR、SEM-EDAX等表征技术证实其平均粒径171.2 nm的球形晶体结构。作为厌氧消化添加剂，0.75 mgL-1 NiO NPs使沼气产量提升85.2%，为生物能源领域提供环保增效新策略。

　　

随着全球能源需求增长与环境问题加剧，开发可持续的生物能源技术成为研究热点。厌氧消化作为沼气生产的核心工艺，其效率提升面临添加剂成本高、环境风险大等挑战。传统纳米颗粒合成依赖物理化学方法，存在能耗大、毒性残留等缺陷。在此背景下，印度农业研究委员会(ICAR)能源项目组的Saravanapriya G和Shreelavaniya R创新性地利用辣木叶提取物绿色合成氧化镍纳米颗粒(NiO NPs)，并系统评估其沼气增产效应，相关成果发表于《Journal of Molecular Structure》。

研究采用UV-Vis光谱(紫外-可见分光光度计)、FTIR(傅里叶变换红外光谱)、SEM-EDAX(扫描电镜-能谱联用)、TEM(透射电镜)和XRD(X射线衍射)等表征技术。辣木叶样本经蒸馏水提取后与镍盐反应，通过生物分子还原作用形成纳米颗粒。

【绿色合成与表征】
UV-Vis在325 nm处特征峰证实NiO NPs形成，FTIR显示530 cm^-1
处Ni-O键振动峰。SEM显示球形颗粒聚集的片状结构，EDAX验证Ni、O元素组成。PSA(粒径分析仪)测得平均粒径171.2 nm，TEM显示24-41 nm单分散颗粒。

【沼气增产效应】
批次实验表明，0.75 mgL^-1
NiO NPs使厌氧消化滞后期缩短，沼气产量较对照组提升85.2%。机理分析认为纳米颗粒促进微生物活性，加速挥发性固体分解。

该研究首次将辣木叶源NiO NPs应用于沼气增产，建立从植物提取到能源应用的完整绿色技术链。3.63 eV的宽禁带特性(通过Tauc曲线计算)赋予材料良好稳定性，生物分子包覆进一步降低环境风险。成果为纳米材料在可再生能源领域的生态化应用提供范式，兼具科学创新与工程实践价值。