蓝光LED照射下绿色合成MgO-白藜芦醇纳米复合材料高效降解结晶紫染料的研究

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Materials Chemistry and Physics 4.3

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  为解决工业染料废水污染难题,研究人员通过橘皮提取物绿色合成MgO-RVT纳米复合材料,在蓝光LED照射下实现结晶紫(CV)染料100分钟内完全降解(30 ppm, 25 ml),催化效率达92%重复使用率,为开发可持续光催化剂提供新策略。

  

随着纺织、印刷等行业的发展,结晶紫(Crystal Violet, CV)等有机染料对水体的污染日益严重。这类染料不仅难以自然降解,还会对水生生物和人类健康造成严重威胁。传统的水处理方法往往效率低下或成本高昂,开发高效、环保的新型光催化材料成为当前研究热点。

在此背景下,来自University of Sulaimani College of Education的研究团队创新性地将生物活性物质与金属氧化物结合,利用橘皮提取物绿色合成了镁氧化物-白藜芦醇(MgO-RVT)纳米复合材料。该研究发表在《Materials Chemistry and Physics》上,展示了这种新型催化剂在蓝光LED照射下对CV染料的卓越降解性能。

研究团队采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术表征材料特性,通过紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析光吸收性能,并系统考察了催化剂用量、pH值等参数对降解效率的影响。

【Results and Discussion】部分显示:

  1. 形貌分析证实成功制备了单分散球形MgO-RVT纳米簇,比表面积(BET)达较高水平;
  2. 在15 mg催化剂、中性pH条件下,30 ppm的CV溶液25 ml可在100分钟内完全降解;
  3. 机理研究表明羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O2-)是主要活性物种;
  4. 经过5次循环使用后仍保持92%催化效率,显著优于传统金属氧化物催化剂。

【Conclusion】部分指出,该研究通过将植物多酚(RVT)与MgO纳米颗粒复合,不仅实现了可见光区吸收增强,还创造了更多活性位点。这种绿色合成策略既降低了生产成本,又提高了材料稳定性,为开发环境友好型纳米光催化剂提供了重要参考。特别值得注意的是,使用食品废弃物(橘皮)作为还原剂,体现了"以废治污"的可持续发展理念。

研究团队由Shakhawan Ahmad Mhamad、Dara Muhammed Aziz等多位学者合作完成,Dana Kader负责项目统筹。成果对解决工业废水处理难题具有重要应用价值,也为其他类型污染物的治理提供了新的技术思路。

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