《Sustainable Chemistry One World》：Phytochemical-Assisted Green Synthesis of Multiphase Iron-Based Nanoparticles Using Coriander Extract for Rapid Azo Dye Adsorption
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•使用芫荽提取物绿色合成铁纳米粒子（Fe NPs），无需任何有害化学品或试剂•通过XRD、XPS、FESEM、TGA和BET确认了多相组成（Fe?O?、α-Fe?O?、FeO、α-FeOOH、α-Fe?）•60分钟内实现了93%的直红80去除率（pH 12，C? = 10 m
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使用芫荽提取物绿色合成铁纳米粒子（Fe NPs），无需任何有害化学品或试剂
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通过XRD、XPS、FESEM、TGA和BET确认了多相组成（Fe?O?、α-Fe?O?、FeO、α-FeOOH、α-Fe?）
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60分钟内实现了93%的直红80去除率（pH 12，C? = 10 mg/L，10 mg Fe NPs）
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非线性Sips模型最佳拟合平衡数据（q??? = 32.62 mg/g，R2 = 0.82；n < 1，非均相）
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颗粒内扩散（IPD）被确认为速率控制动力学步骤（R2 = 0.90）
引言
在过去十年中，纳米粒子已在几乎所有这些领域找到了应用，包括催化、生物医学、环境修复、能源生产和农业。原因可追溯至其尺寸，纳米粒子被限制在大约1至100纳米的范围内，相对于其体积具有不成比例的大表面积[1]、[2]。纳米粒子的制备有两种主要策略：自上而下的方法通过研磨或碎裂将块状材料破碎，以及自下而上的方法逐原子构建粒子[2]。共沉淀法、声化学合成、热分解、化学气相沉积和水热法是其中一些成熟的方法[3]。但这些方法代价高昂。这些传统路线能耗高、设备复杂，并且通常依赖昂贵的、危险的还原剂或封端剂，这限制了其可扩展性，并对环境和医学应用提出了重大担忧[3]、[4]、[5]。这一差距促使该领域转向更绿色、无毒且更易实施的合成方法[3]。
绿色化学提供了一条出路。利用生物系统而非 harsh 试剂，它可以实现一步法、可扩展的合成，更快、更便宜，且本质上更具可持续性。特别是植物提取物提供了廉价、无毒且可生物降解的封端和稳定剂[6]、[7]，而植物介导的合成在纳米粒子的质量上已可与传统化学还原相媲美[7]、[8]。其机制在于提取物中的抗氧化成分——如黄酮类化合物、萜类化合物和羧酸——同时充当还原剂和封端剂[9]、[10]。合成过程分为三个阶段：激活阶段，植物生物分子还原金属离子并触发成核；生长阶段，还原和原子聚集构建纳米结构；以及终止阶段，植物化学物质封端促进胶体稳定性并决定最终粒子形状[10]。该路线已在多种金属中得到成功应用，包括银[11]、[12]和金[13]、[14]到铜[15]、[16]和铁[17]、[18]、[19]、[20]，证实了植物提取物能够可靠地驱动金属纳米粒子的形成。这些材料通常由多种含铁相组成，包括金属铁、铁氧化物和铁 oxyhydroxides，其相对比例强烈依赖于合成条件和合成后氧化过程。这种多相组成可以显著影响纳米粒子的理化性质和环境性能。它们的高反应活性和低毒性，加上通过吸附、还原和氧化去除有机和无机污染物的能力，使其特别适用于水处理。从芦荟[20]、姜花[21]、阿尔及利亚棕榈[22]和Kepak香蕉皮[23]等提取物[24]、[25]、[26]中，均得到了由各种含铁相组成的绿色合成铁基纳米粒子，具有小粒径、良好的分散性和强稳定性。除了电化学、抗氧化[21]和抗菌[25]应用外，这些粒子在染料污染工业废水的处理中展现出真实的潜力[18]、[19]、[22]、[27]、[28]、[29]，随着纺织业的扩张，这一问题变得越来越重要。含有合成染料的废水目前正以巨大的量排入天然水体，由于这些染料具有复杂的芳香族结构且难以生物降解，它们会在环境中持久存在，即使在痕量浓度下也威胁人类健康[30]、[31]、[32]。直红80是一个特别顽固的案例：一种高分子量的多偶氮染料，广泛用于纺织印染，其结构对传统处理具有抗性，且已被报道具有致突变性和潜在致癌性。其环境持久性使其成为一个重大的公共健康问题，因此为其开发可持续的修复策略至关重要[33]、[34]、[35]。光催化、膜过滤、反渗透、高级氧化、电化学处理、凝聚和化学沉淀已得到广泛研究[36]、[37]、[38]、[39]、[40]、[41]、[42]。每种方法都有一定效果，但各有其局限性，包括膜污染、高能耗、过量污泥和脱色不完全。然而，吸附避免了这些问题。它操作简单、成本低廉且能高效去除多种污染物[43]、[44]，这就是为什么它仍然是大规模染料处理的实用方法。
尽管在绿色合成的多相铁基纳米粒子用于环境应用和染料去除方面有大量研究工作，但据我们所知，使用芫荽介导的铁基纳米粒子去除直红80（DR80）尚未被报道。因此，本研究不仅声称以芫荽提取物作为植物介导合成路线的新颖性，而是重点研究这种特定的材料-污染物组合。我们报告了使用芫荽提取物植物介导合成多相铁基纳米粒子，随后进行了全面的理化表征以确定合成过程中形成的不同含铁相。XRD分析表明，所获得的材料由Fe?O?、α-Fe?O?、FeO、α-FeOOH和少量金属α-Fe?的混合物组成，突出了其多相特性。随后系统评估了其对DR80的吸附性能。研究了关键实验变量（包括提取物与前体的体积比、反应时间、初始染料浓度和溶液pH值）的影响，以评估其对DR80去除的影响并深入了解合成材料的吸附行为。
章节摘要
材料
芫荽籽（Coriandrum sativum L.）购自当地市场。六水合氯化铁（FeCl?·6H?O）购自Riedel-de Ha?n，直红80（）由Alfa Aesar提供。所有试剂均为分析纯，未经进一步纯化直接使用。实验中使用超纯水（电阻率 ≥ 18 MΩ·cm）。
使用芫荽提取物合成多相铁基纳米粒子
使用芫荽提取物合成铁基纳米粒子涉及两个主要阶段。在第一阶段，
多相铁基纳米粒子表征
对制备的多相铁基纳米粒子进行了系统表征，以评估其结构、形貌和表面性质，为其在DR80去除中的潜在作用提供关键见解。首先使用FTIR光谱（图1A）鉴定芫荽提取物中存在的功能团，并评估其在纳米粒子形成和稳定中的作用。与先前报道的绿色合成机制一致，多酚类化合物如
结论
通过植物介导路线，使用芫荽籽提取物作为双功能还原和稳定剂，成功合成了多相铁基纳米粒子。物化表征证实了多相铁基材料的形成，包括磁铁矿（Fe?O?）、赤铁矿（α-Fe?O?）、方铁矿（FeO）、针铁矿（α-FeOOH）和少量的零价铁（α-Fe）。FTIR和XPS分析进一步证实了植物来源的有机物质
资金支持声明
作者声明本研究、撰写和/或出版未获得任何财务支持或资金。
CRediT作者贡献声明
Mama El Rhazi：撰写 – 审阅与编辑，验证，监督，方法论。Abdelaziz Elgamouz：撰写 – 审阅与编辑，监督。EZZAHI Amine：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，验证，监督，方法论。Anas El Attar：调查研究。Atif Bendehhou：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，调查研究，概念化。Zaina Zaroual：撰写 – 审阅与编辑，监督，方法论。Anas Mouakkar：调查研究。
生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明
图形摘要是在基于AI的设计工具的协助下准备的。所有生成的内容在提交前均由作者进行了严格的审阅和编辑。
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报告的工作。
Atif Bendehhou|Anas El Attar|Anas Mouakkar|Zaina Zaroual|Abdelaziz Elgamouz|Mama El Rhazi|Amine Ezzahi
