摘要
本研究旨在提高不同rGO浓度（5%和10%）下CuO纳米颗粒的结构、光学、光催化和细胞毒性性能。采用一步水热法成功制备了不同rGO浓度的rGO/CuO纳米复合材料。本研究的创新之处在于通过添加rGO片层来增强CuO的结构、光学、光催化和细胞毒性性能。利用XRD、TEM、SEM-EDX、XPS、FTIR、UV-Vis、PL和DLS等技术对制备样品进行了表征。XRD数据证实形成了单斜相CuO，其晶粒尺寸从CuO的21.14 nm减小到10% rGO/CuO纳米复合材料的16.94 nm。SEM和TEM图像显示CuO纳米颗粒在rGO片层上均匀锚定且分散良好，EDX光谱表明所得rGO/CuO纳米复合材料中含有Cu、O和C元素。DLS测量结果显示，其流体动力学半径从CuO的69.98 ± 17.81 nm降低到10% rGO/CuO纳米复合材料的51.72 ± 10.48 nm。所有样品的ζ电位均为负值，范围从CuO的?20.50 ± 8.69 mV到10% rGO/CuO纳米复合材料的?25.60 ± 9.08 mV，表明加入rGO后胶体稳定性得到提升。FTIR和XPS分析进一步证实CuO与rGO之间形成了Cu–O–C键。UV-Vis分析发现，随着rGO含量的增加，吸收边发生红移，带隙从3.65 eV减小到3.60 eV。PL光谱显示由于电子（e?）-空穴（h+）对复合速率的降低，发射强度显著减弱。CuO/(10%)rGO纳米复合材料在紫外光照下120分钟后对亚甲蓝（MB）的降解率最高，达到93.56%，且遵循伪一级动力学，其降解速率常数k为0.0203 min?1。对HT1080细胞的细胞毒性研究表明，细胞活力随剂量增加而降低。10% rGO/CuO纳米复合材料表现出最高的细胞毒性效应，在1.4 mg/mL浓度下细胞活力分别降低了58%和50%。研究结果表明，rGO在CuO纳米颗粒中的存在有助于提高其结构稳定性、电荷迁移率和生物活性。本研究表明，rGO/CuO纳米复合材料是一种具有广泛应用前景的多功能材料，适用于环境和生物医学领域。
