葡萄渣提取物绿色合成TiO2 与ZnO纳米颗粒及其在棉织物染色中的应用研究

纺织业合成染料污染问题严峻，墨西哥研究团队创新性利用葡萄酒工业废料——粉红葡萄渣提取物（PGPEs）绿色合成TiO2 NPs和ZnONPs，成功应用于棉织物染色。通过UV-Vis、DLS和FTIR表征证实纳米颗粒稳定性优异（最小粒径13.09 nm），赋予织物自然色泽（浅棕/粉色调）及UV防护功能，为纺织业提供环保染色新方案。

　　

纺织业每年消耗79万亿升水并造成全球20%工业水污染，其中合成染料（如偶氮染料-N=N-）是主要污染源。与此同时，墨西哥葡萄酒产业年产7.7万吨葡萄渣，这些富含酚类物质（如花青素）的废弃物亟待资源化利用。针对这两大环境挑战，墨西哥下加利福尼亚自治大学的研究团队开创性地将葡萄渣变废为宝，通过绿色化学方法合成具有染色功能的纳米颗粒，相关成果发表于《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》。

研究采用三大关键技术：1）从墨西哥恩塞纳达葡萄酒厂获取粉红葡萄渣（PGP），经干燥研磨后提取活性成分；2）利用UV-Vis光谱（紫外-可见分光光度计）和动态光散射（DLS）分析纳米颗粒光学特性与粒径分布；3）通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）鉴定表面官能团，揭示花青素作为天然还原剂的作用机制。

【Biosynthesis and characterization of green TiO₂
and ZnO nanoparticles】
研究发现PGPE与金属盐反应40分钟内发生显色变化（深玫瑰色→灰色/紫色），UV-Vis检测到TiO₂
NPs在370-400 nm（锐钛矿/金红石相特征峰）和ZnONPs在290-370 nm的特征吸收峰。DLS显示1 mM pH 6条件下ZnONPs粒径最小（13.09±6.42 nm），Zeta电位证实5 mM pH 6 TiO₂
NPs胶体稳定性最佳。FTIR证实酚羟基（-OH）和羧基（-COOH）参与金属离子还原。

【Application in cotton fabric】
处理后的棉织物呈现自然色泽：TiO₂
NPs产生浅棕/粉色系，ZnONPs形成灰白色调。色差分析（ΔE）显示处理组与未处理组存在显著差异，且色度（Chroma）随粒径增大而提升，这与纳米颗粒表面等离子共振（SPR）增强UV吸收和固色效果相关。

该研究首次实现葡萄渣提取物"一材双用"——既作为纳米颗粒绿色合成的还原剂，又提供天然染色功能。所开发的TiO₂
NPs/ZnONPs不仅避免传统染料污染，还赋予织物抗UV特性，为纺织业可持续发展提供新范式。墨西哥团队通过跨学科合作，将农业废弃物转化为高附加值纳米材料，其方法可扩展至其他含酚类生物质的资源化利用。Olivia Tzintzun-Camacho等学者特别指出，这种技术有望降低纺织业90%以上的染料废水毒性，符合循环经济发展战略。