绿色工程化银纳米颗粒(Ag NPs)的合成及其在有机污染物催化降解中的热光学行为研究

本研究针对工业废水中有机污染物难降解问题，创新性地采用Morinda citrifolia叶提取物绿色合成银纳米颗粒(AgNPs@MCL)，通过UV-vis、FT-IR、XRD、HR-TEM等技术表征证实其58.4 m2/g高比表面积及球形形貌。该纳米催化剂在NaBH4协同下对p-NP和MO的降解率分别达99.9%(8min)和98.6%(6min)，为环境修复提供可持续解决方案。

　　

随着工业快速发展，染料、农药等有机污染物在废水中的累积已成为严峻的环境挑战。这类物质如对硝基苯酚(p-NP)和甲基橙(MO)具有强毒性和抗生物降解性，传统处理方法效率低下。纳米催化技术虽能有效降解污染物，但传统化学法合成的金属纳米颗粒存在毒性试剂残留、易氧化团聚等问题。在此背景下，绿色合成技术因其环境友好特性备受关注，其中植物提取物因其丰富的还原性成分成为理想的纳米颗粒合成介质。

研究人员通过Morinda citrifolia叶提取物实现了银纳米颗粒(AgNPs)的绿色合成，系统研究了其催化性能。研究采用紫外-可见光谱(UV-vis)监测到430 nm表面等离子体共振(SPR)峰，证实纳米颗粒形成；傅里叶变换红外光谱(FT-IR)检测到3407 cm^-1处酚羟基特征峰，揭示植物多酚参与还原过程；X射线衍射(XRD)显示(111)晶面优势取向的face-centered cubic结构；高分辨透射电镜(HR-TEM)观察到22.72 nm的球形颗粒及0.236 nm晶格条纹。比表面积测试(BET)显示材料具有58.29 m²/g的高活性表面。

在催化性能研究中，团队发现AgNPs@MCL对p-NP和MO展现出卓越的降解效率：在NaBH₄存在下，p-NP在400 nm处的特征峰8分钟内完全消失，转化为292 nm处的氨基苯酚特征峰；MO的偶氮键(-N=N-)在463 nm处的吸收6分钟内降低98.6%。动力学分析表明反应符合准一级动力学，速率常数分别达0.0897 min^-1和0.923 min^-1。通过5次循环实验证实催化剂保持稳定活性，其机理在于纳米颗粒表面通过静电作用富集污染物和还原剂，加速电子转移过程。

这项发表于《Results in Surfaces and Interfaces》的研究突破性地将传统药用植物与现代纳米技术结合，开发的AgNPs@MCL催化剂兼具高效性与环境兼容性。其创新点体现在：1) 利用植物多酚实现银离子绿色还原，避免化学还原剂的毒性；2) 通过生物分子包覆解决纳米颗粒团聚问题；3) 催化效率超越已报道的Au、Pt等贵金属催化剂。该技术为工业废水处理提供了符合绿色化学原则的解决方案，在实现污染物高效降解的同时，推动了可持续纳米材料的发展范式。研究揭示的生物分子-金属协同催化机制，也为设计新型环境功能材料提供了理论参考。