罗勒花提取物绿色合成SnO2纳米颗粒及其在废食用油光催化生物柴油生产中的应用研究

本文推荐语：本研究通过罗勒花（Hibiscus sabdariffa L.）提取物绿色合成SnO2纳米颗粒（NPs），采用水热法和溶胶-凝胶法对比制备，应用于废食用油光催化转酯化反应。表征显示水热法SnO2具有更小粒径（12±3 nm）、更大比表面积（73.5 m2/g）及3.66 eV带隙，催化效率达99.38%甲酯产率。该工作为可再生能源开发与废弃物资源化提供了环保解决方案。

　　

Highlight

这项研究通过罗勒花（Hibiscus sabdariffa L.）提取物实现了SnO₂纳米颗粒的绿色合成，并将其作为高效光催化剂应用于废食用油生物柴油生产。富含花青素和多酚的罗勒花提取物，无需有毒化学物质即可实现纳米颗粒的还原与稳定。选择SnO₂归因于其高电子迁移率、化学稳定性、强紫外吸收及可调带隙特性，使其特别适合光催化转酯化反应。

材料与方法

实验采用氯化亚锡（SnCl₂·H₂O）为前驱体，通过水热法和溶胶-凝胶法制备SnO₂纳米颗粒。花青素化合物作为天然还原剂，通过电子转移机制将Sn²⁺离子还原为Sn并最终氧化形成SnO₂纳米结构。

结论

X射线衍射（XRD）证实两种方法合成的SnO₂均呈现纯四方金红石结构，平均晶粒尺寸12±3 nm。场发射扫描电镜（FE-SEM）显示水热法制备的SnO₂具有更均匀的立方体形貌，而溶胶-凝胶产物则呈现明显团聚。紫外-可见漫反射（DRS）测得带隙分别为3.66 eV（水热法）和3.67 eV（溶胶-凝胶法），气体吸附分析（GSA）表明水热法SnO₂比表面积达73.5 m²/g，显著高于溶胶-凝胶法的51.2 m²/g。这些特性使水热法SnO₂在废食用油转化中表现卓越，通过GC-MS检测获得99.38%甲酯产率，主要成分为油酸甲酯（55.79%）、棕榈酸甲酯（20.46%）、硬脂酸甲酯（14.87%）和肉豆蔻酸甲酯（8.26%）。傅里叶变换红外光谱（FTIR）在1748 cm^?1处检测到酯基C=O特征峰，进一步验证生物柴油形成。该研究为开发低成本、高性能光催化剂及废油资源化提供了创新策略。