石墨烯氧化物/三氧化二铋/二氧化锡三元纳米复合材料：多功能催化剂在污染物降解、抗氧化性能及植物有丝分裂中的应用研究

为解决染料废水处理难题及农业纳米材料应用需求，研究人员通过共沉淀-固相法成功合成GO/Bi2O3/SnO2三元纳米复合材料。该材料在过硫酸盐(PDS)活化与光芬顿催化中对亚甲基蓝(MB)降解率达90%以上，速率常数达64.4×10?3 min?1，同时展现优异自由基清除活性及促进豇豆种子萌发的双重功能，为环境-农业交叉领域提供新型解决方案。

　　

随着工业染料废水排放量激增，传统处理技术面临巨大挑战。亚甲基蓝(MB)作为典型阳离子染料，虽具医疗价值但其环境残留会引发基因毒性。与此同时，现代农业正寻求纳米材料替代传统化肥的新途径。当前半导体光催化剂如TiO₂存在可见光响应差、载流子复合快等瓶颈，而单一Bi₂O₃又面临光腐蚀问题。如何开发兼具高效降解与生物相容性的多功能纳米材料，成为环境与农业科学交叉领域的重要课题。

针对这一挑战，印度Ghani Khan Choudhury工程技术学院（GKCIET）化学系Afroja Banu等研究人员通过共沉淀结合固相法，构建了石墨烯氧化物(GO)/三氧化二铋(Bi₂O₃)/二氧化锡(SnO₂)三元纳米复合材料(GBS)。该研究通过多维度表征证实材料结构，系统评估其在四种降解体系（光催化、芬顿、光芬顿及PDS活化）中的性能，并首次探索其对豇豆种子萌发及抗氧化活性的影响，相关成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》。

研究采用X射线衍射(XRD)确认晶体结构，紫外-可见光谱分析光学特性，高效液相色谱(HPLC)-质谱联用追踪降解中间体。生物学实验包括测定淀粉酶/蛋白酶活性、DPPH/ABTS自由基清除率及洋葱根尖有丝分裂观察。

XRD分析
衍射峰12.63°(002)等证实Bi₂O₃/SnO₂成功负载于GO片层，JCPDS卡片00-041-1449匹配显示α-Bi₂O₃稳定相形成。

降解动力学
PDS活化体系表现最优（k=64.4×10^?3 min^?1），HPLC-MS检测到N-去甲基化等降解路径。光芬顿协同作用使MB在120分钟内完全矿化。

生物活性
GBS处理组豇豆种子淀粉酶活性提升2.3倍，根长增加47%。DPPH清除率IC₅₀达8.7 μg/mL，优于抗坏血酸对照。

该研究创新性地将环境催化与农业应用结合，证实GBS三元协同效应可同时解决染料污染治理与作物生长促进双重需求。GO的电子传输能力有效抑制Bi₂O₃光腐蚀，SnO₂拓宽了光响应范围，而生物相容性评估为纳米材料农用提供安全依据。这种"环境修复-农业增强"双功能设计策略，为发展可持续性纳米技术开辟了新方向。