芒果种子提取物介导的TiO2纳米颗粒可见光驱动光催化降解难降解染料污染物

《ChemistrySelect》：Visible-Light-Driven Photocatalytic Degradation of Recalcitrant Dye Pollutants Using Mangifera indica Seed Extract-Mediated TiO2 Nanoparticles

　　

摘要

本研究利用Mangifera indica（芒果）种子的水提取液作为生物源还原剂和稳定剂，用于TiO₂纳米颗粒（NPs）的绿色合成。利用XRD、XPS和FTIR进行结构和化学表征，确认成功形成了高结晶度、纯相的TiO₂纳米颗粒。形态分析显示形成了近似球形的纳米晶粒。紫外-可见漫反射光谱表明光学带隙降低，表明可见光吸收增强且光催化活性提高。通过在可见光照射下对亮甲酚蓝（BCB）和亚甲基蓝（MB）的降解来评估所合成TiO₂纳米颗粒的光催化性能。BCB（pH 10时）的最大降解效率为87.36%，MB（pH 8时）的最大降解效率为96.73%，并且在混合染料体系中同样实现了高效降解。降解过程遵循拟一级动力学，BCB的表观速率常数为13.6 × 10^?3 min^?1，MB的表观速率常数为17.5 × 10^?3 min^?1。活性氧（ROS）捕获实验表明，羟基自由基（•OH）是负责染料降解的主要氧化性物种。此外，该光催化剂在连续四个光催化循环中表现出优异的结构稳定性和可重复使用性，凸显了其作为高效、可持续光催化剂在废水处理和环境修复领域的潜力。

图形摘要

采用利用Mangifera indica（芒果种子）提取物的可持续绿色合成方法，通过TTIP水解制备TiO₂纳米颗粒，随后经过过滤、干燥及在500°C下煅烧3小时。植物源性合成的锐钛矿（anatase）型TiO₂纳米颗粒具有高结晶度、均匀形貌以及增强的可见光光催化活性，可高效降解单组分和混合有机染料污染物。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

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