利用木胡瓜果提取物生物合成ZnO纳米颗粒：光催化与抗菌活性评价及其环境应用研究

本研究针对废水污染治理需求，采用木胡瓜果提取物为绿色还原剂，通过溶胶-凝胶燃烧法合成ZnO NPs，证实其具有六方纤锌矿结构（平均粒径50 nm）和3.02 eV带隙。在UV光照下，40 mg ZnO NPs对5 ppm亚甲基蓝染料降解率达99.87%（pH 10），对肺炎克雷伯菌的最小抑菌浓度（MIC）为2.50 mg/ml，为环境修复和抗菌材料开发提供新策略。

　　

背景与挑战
工业废水中的合成染料和耐药菌已成为全球环境与健康的双重威胁。纺织业排放的亚甲基蓝（MB）染料难以降解，而传统处理方法效率低且易产生二次污染。与此同时，肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）等病原体的耐药性问题日益严峻。绿色合成的金属氧化物纳米颗粒（NPs）因其高效、低毒特性成为研究热点，其中氧化锌（ZnO）因其宽禁带（3.37 eV）和FDA安全认证（GRAS）优势备受关注。然而，传统化学合成法能耗高、污染大，亟需开发可持续的制备方法。

研究设计与方法
印度卡纳塔克邦的研究团队利用木胡瓜（Averrhoa bilimbi）果提取物作为生物燃料，通过溶胶-凝胶燃烧法合成ZnO NPs。研究采用X射线衍射（XRD）分析晶体结构，场发射扫描电镜（FESEM）观察形貌，紫外-可见光谱（UV-Vis）和光致发光光谱（PL）表征光学性质，并通过最小抑菌浓度（MIC）法评估抗菌活性。

关键发现

1. 结构表征：XRD证实ZnO NPs为六方纤锌矿结构（ICDD 00-036-1451），晶粒尺寸35 nm。FTIR检测到442 cm^?1处Zn-O键振动峰，证实生物分子包覆。
2. 光催化性能：40 mg ZnO NPs在pH 10条件下，2小时内降解99.87%的MB染料（5 ppm），速率常数0.0159 min^?1。碱性环境促进·OH自由基生成，显著提升降解效率。
3. 抗菌活性：ZnO NPs对K. pneumoniae的MIC为2.50 mg/ml，优于S. aureus（5 mg/ml），归因于活性氧（ROS）破坏细菌细胞膜。

意义与展望
该研究首次将木胡瓜果提取物用于ZnO NPs绿色合成，兼具高效光催化（99.87%染料降解）和抗菌特性（MIC 2.50 mg/ml）。溶胶-凝胶燃烧法的低温、快速优势为规模化生产提供可能。未来可通过与石墨烯等材料复合，拓展其在可见光催化领域的应用。成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》，为环境治理和抗感染材料开发提供新思路。