利用响应面方法与人工神经网络相结合对石油烃降解速率预测模型进行优化

绿色合成镍基氧化物纳米颗粒使用Butea monosperma gum提取物作为还原剂和稳定剂，通过UV-Vis、XRD、SEM等方法表征其尺寸20-22nm、立方晶系结构及3.2eV带隙，抗菌活性显著且对人体红细胞安全。

　　

摘要

金属氧化物纳米颗粒的绿色合成是一个新兴的研究领域，它提高了纳米颗粒的分散性和稳定性。本研究使用Butea monosperma胶提取物作为还原剂、潜在稳定剂和螯合剂来合成NiONPs（镍氧化物纳米颗粒）。通过Zetasizer、UV-Vis、XRD、FTIR、SEM（扫描电子显微镜）和光致发光光谱（PL）等表征方法研究了合成纳米颗粒的大小、形态、结晶度和形状。NiONPs的XRD光谱显示其具有面心立方晶体结构。UV-Vis检测在250-300纳米范围内发现了一个吸收带，其光学带隙为3.2电子伏特，证实了NiONPs的成功合成。光致发光峰分别出现在351、440、486和530纳米处。镍氧化物纳米颗粒的形态特征显示有轻微的聚集现象，其绿色合成的NiONPs粒径在20-22纳米之间。NiONPs表现出对多种细菌菌株的显著抑制活性，对Bacillus subtilis的抑制圈面积为（12.3±0.4）毫米，对Staphylococcus aureus的抑制圈面积为（15.3±0.4）毫米，显示出良好的抗菌潜力。此外，NiONPs对人体红细胞无毒，并能干扰人血中PRP（血小板反应蛋白）和PPP（血小板聚集蛋白）的凝血级联反应。通过所提出的方法合成的NiONPs可能在进一步的临床试验、药物设计和废水处理中发挥重要作用。

章节摘录

引言

纳米技术是工程和科学领域中最重要的、发展最快的领域之一，它结合了材料科学、生物学、化学及其他相关领域的知识。“纳米”一词源自希腊语，意为“矮小”或“非常微小”，其尺寸介于1到100纳米之间。纳米颗粒根据其形状还被称为纳米管、纳米线、纳米花和纳米立方体等。

材料

用于合成NiONPs的玻璃器皿（Pyrex）和化学品均从Sigma Aldrich公司购买。实验设备包括烧杯、漏斗、移液管、吸管、培养皿、滴管瓶、搅拌器、纱布、铝箔、瓷盘、Falcon管、铲子、研钵和研磨棒、标签贴纸、尺寸测量工具、记号笔、染色剂、容器和胶带。合成NiONPs所用的化学品包括六水合硝酸镍和去离子水。

UV-可见光谱

图4显示，镍氧化物纳米颗粒（NiONPs）的UV-可见吸收光谱在250-300纳米范围内有一个特征性吸收带，最大吸收强度出现在300纳米处（0.1962%），对应于O^2-离子向Ni²⁺离子的电子跃迁。在较长波长处（400纳米：0.0427%；600纳米：0.0218%）吸收强度迅速下降，这反映了NiO纳米结构的窄带隙特性。此外，该光谱具有明显的吸收边缘且没有二次吸收峰。

结论

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  本研究采用Butea monosperma
  胶提取物通过绿色合成方法制备了NiONPs，以六水合硝酸镍作为前驱体溶液。使用了UV-可见光谱、SEM、XRD、FTIR、PL和Zetasizer等多种技术来确认NiONPs的存在。
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  UV-可见光谱结果显示，制备的NiONPs在280纳米处有吸收峰。镍氧化物纳米颗粒的形态特征显示有轻微聚集现象，粒径在20-22纳米之间。

作者贡献声明

Mahpara Jabeen：正式分析、概念构建、撰写与编辑、资源收集、数据整理、原始草稿撰写、验证、方法论设计。Iqra Nawaz：数据整理、原始草稿撰写、修订与编辑、概念构建。Ram Qintar：修订与编辑、原始草稿撰写、概念构建、数据整理、正式分析。Mahnoor Rahat：正式分析、撰写与编辑。

未引用参考文献

[2]; [5]; [10]; [18]; [24]; [25]; [26]; [61]。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。

致谢

本研究得到了中国清华大学的支持。