绿色合成Se@ZnO纳米复合材料：基于菩提树提取物的光催化降解快绿染料及生物医学应用研究

针对合成染料污染和病原微生物引发的环境与健康风险，研究人员通过菩提树（Ficus religiosa）提取物绿色合成Se@ZnO纳米复合材料（FRSe@ZnO），实现可见光下99%快绿染料（FG）降解率，并展现抗菌、抗氧化及抗糖尿病等多功能特性。该研究为可持续环境修复和生物医学应用提供了新型绿色纳米材料解决方案。

　　

合成染料和病原微生物对水体的双重污染已成为全球性环境与健康挑战。快绿染料（FG）作为纺织、造纸等行业广泛使用的顽固性污染物，难以通过传统方法降解；同时，抗生素耐药性病原体的出现加剧了公共卫生风险。尽管氧化锌（ZnO）纳米颗粒因其光催化性能被广泛研究，但其宽禁带（3.37 eV）限制了可见光下的效率。硒（Se）掺杂虽能改善性能，但传统化学合成方法存在毒性高、能耗大等问题。如何通过绿色途径开发兼具高效光催化与生物活性的纳米材料，成为突破现有技术瓶颈的关键。

为此，印度科印巴托尔地区的研究团队创新性地利用菩提树（Ficus religiosa, FR）提取物作为还原剂和稳定剂，生物合成了硒掺杂ZnO纳米复合材料（FRSe@ZnO），并系统评估其环境与生物医学应用潜力。研究成果发表于《Materials Science and Engineering: B》。

关键技术方法
研究采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、场发射扫描电镜-能谱联用（FESEM-EDX）等技术表征材料结构；通过紫外-可见光谱（UV-Vis）和光致发光光谱（PL）分析光学性质；利用比表面积分析（BET）和X射线光电子能谱（XPS）测定表面特性。光催化实验在可见光下评估染料降解效率，抗菌测试涵盖多种病原菌，并进一步检测了抗氧化（DPPH法）、抗糖尿病（α-葡萄糖苷酶抑制）和抗炎活性。

研究结果

结构特性
XRD显示FRSe@ZnO的晶面衍射角（2θ=31.80°、34.40°、36.20°）与ZnO和Se@ZnO相近，但晶粒尺寸减小至23.5 nm，晶格应变和位错密度增加。FESEM观察到形貌从ZnO的纳米棒转变为FRSe@ZnO的纳米片，EDX证实Se成功掺杂（含量1.8 at%）。

光学与表面性质
UV-Vis显示FRSe@ZnO禁带宽度降至2.70 eV，可见光吸收增强；PL光谱表明其电子-空穴复合率降低。BET测得FRSe@ZnO比表面积达121 m²
/g，孔径分布集中于3-5 nm，有利于污染物吸附。

光催化性能
在pH=7、催化剂用量20 mg条件下，FRSe@ZnO对FG的100分钟降解率达99%，显著高于ZnO（79%）和Se@ZnO（91%）。其活性氧（ROS）清除能力和pH响应行为进一步优化了降解效率。循环实验表明5次重复使用后效率仍保持95%。

生物医学应用
FRSe@ZnO对革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）和阳性菌（如金黄色葡萄球菌）均表现出强抑制作用，归因于FR提取物的协同抗菌成分。此外，其对DPPH自由基的清除率（82%）、α-葡萄糖苷酶抑制率（74%）及抗炎活性（一氧化氮抑制率68%）均显著优于对照组。

结论与意义
该研究通过绿色合成策略成功制备了多功能FRSe@ZnO纳米复合材料，其优势体现在三方面：环境修复方面，窄禁带特性和高比表面积使其成为高效可见光催化剂；生物医学方面，FR提取物赋予其广谱抗菌和代谢调控活性；可持续性方面，植物介导合成避免了有毒试剂的使用。研究成果为开发兼具环境净化与治疗功能的纳米材料提供了新思路，尤其适用于发展中国家面临的水污染和公共卫生挑战。未来研究可进一步探索FRSe@ZnO在真实废水处理中的规模化应用及体内生物相容性。