内生微杆菌介导氧化锌纳米颗粒的绿色合成及其在偶氮染料脱色中的应用研究

本研究针对纺织工业废水中的偶氮染料污染问题，创新性地利用内生微杆菌（Microbacterium endophyticum）生物合成氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs），开发了一种高效环保的染料脱色技术。通过UV-Vis、XRD和FTIR表征证实合成的ZnO NPs具有22 nm晶体尺寸及优异的光催化活性，对刚果红（CR）和活性黑（RB）染料的脱色率分别达75%和80%，为工业废水处理提供了可持续解决方案。

　　

纺织工业排放的偶氮染料废水因其毒性、致突变性和难降解性，已成为全球环境治理的难题。传统化学法处理存在高能耗、二次污染等问题，而生物法虽环保但效率有限。在此背景下，利用微生物合成纳米材料结合Advanced Oxidation Processes（AOPs，高级氧化工艺）的光催化技术，成为突破现有技术瓶颈的新方向。氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）因其优异的光催化性能和抗菌特性备受关注，但传统化学合成方法存在环境污染风险。维尔洛尔理工学院的研究团队独辟蹊径，从纺织厂污水管周边土壤中分离出内生微杆菌Microbacterium endophyticum，首次实现该菌介导的ZnO NPs绿色合成，并将其成功应用于偶氮染料降解。

研究采用16S rRNA测序鉴定菌种，通过UV-Vis光谱（356 nm特征峰）、XRD（22 nm平均晶粒尺寸）和FTIR（599.63 cm^?1
处Zn-O弯曲振动）表征纳米颗粒。关键发现包括：1）细菌分泌的硝酸还原酶通过NADH电子传递将Zn²⁺
还原为ZnO NPs；2）合成的NPs对刚果红和活性黑的脱色率分别达75%和80%；3）微生物合成避免了传统方法的有害试剂使用，符合绿色化学原则。

Isolation of actinobacteria
从印度蒂鲁普尔纺织工业区污染土壤中分离得到革兰氏阳性杆菌Microbacterium endophyticum（GenBank登录号OQ625846），其特有的代谢途径为ZnO NPs合成提供生物还原剂。

Characterization of ZnO NPs
光谱分析证实NPs具有典型纤锌矿结构，FTIR显示生物分子包覆稳定纳米颗粒，XRD数据通过Scherrer公式计算晶粒尺寸为22 nm。

Conclusion
该研究开创性地将内生菌代谢与纳米技术结合，不仅拓展了微生物合成纳米材料的菌种资源库，更建立了"生物合成-光催化降解"的一体化解决方案。相比传统TiO₂
光催化剂，生物源ZnO NPs展现出更高的太阳光利用效率，为工业废水处理提供了兼具经济性和可持续性的新技术路径。研究团队特别指出，微生物分泌的蛋白质在纳米颗粒形貌调控中起关键作用，这一发现为定向设计功能化纳米材料提供了新思路。论文发表于《Sustainable Chemistry One World》，标志着绿色纳米技术在环境治理领域的重大突破。