基于杨桃叶提取物生物合成活性炭负载氧化锌纳米复合材料用于高效吸附亚甲基蓝染料的研究

本研究创新性地利用杨桃叶提取物绿色合成活性炭负载氧化锌纳米复合材料（AC@ZnO），通过系统研究其对亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能和光催化降解机制，证实该生物质衍生材料在碱性环境中具有优越的吸附能力（符合伪二级动力学和Langmuir等温模型），为可持续废水处理提供了新型高效解决方案。

　　

亮点

本研究展示了利用Averrhoa carambola叶提取物这一易得的植物生物质资源，通过绿色合成法制备活性炭负载氧化锌纳米复合材料（AC@ZO）的创新策略。该生物质介导的合成途径相较于传统化学方法更具环境友好性和可持续性。研究通过光催化降解和吸附双路径系统评估了材料性能。

材料

新鲜杨桃叶采集自Kanyakumari地区，用于活性炭合成。实验采用盐酸、磷酸、氢氧化钠（NaOH）（98%）和六水合硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O）（纯度98.977%）等试剂，所有清洗和溶液制备均使用双蒸水。亚甲基蓝（MB）染料购自Nice Chemical公司。

氧化锌合成

在添加1 mM锌盐溶液后，通过植物提取物介导的生物还原反应形成氧化锌纳米颗粒。

X射线衍射分析（XRD）

通过XRD谱图分析了ZnO和AC@ZnO的颗粒尺寸与晶体结构。如图2、3所示，AC@ZnO在23°和43°附近出现的显著衍射峰表明碳材料的存在。衍射峰显示ZnO和AC@ZnO分别形成六方纤锌矿结构和无定形结构。使用Debye-Scherrer公式（方程3）计算得出ZnO和AC@ZnO的平均粒径分别为34 nm和42 nm。

结论

杨桃叶作为一种易得且成本效益高的生物质资源，展现出作为光催化剂和生物吸附剂的巨大潜力，能够以最小预处理成本高效去除水溶液中的阳离子型亚甲基蓝染料。本研究通过改性ZnO和AC@ZnO纳米颗粒实现了MB的光催化吸附，其中植物提取物很可能作为生物还原剂和稳定剂参与了纳米结构的形成。