蛋清介导微波辐照共沉淀法合成ZnO纳米颗粒与ZnO-TiO2纳米复合材料及其高效光催化降解偶氮染料研究

本文推荐：研究者创新性地采用蛋清介导共沉淀结合微波辐照技术，成功制备ZnO纳米颗粒（NPs）和ZnO-TiO2纳米复合材料（NCs）。通过XRD、UV-Vis等表征证实，复合材料晶粒尺寸（11nm）更小、带隙能（2.88eV）更低，在pH4条件下对甲基橙（MO）的降解率高达98%，显著优于单一ZnO NPs（85%）。该绿色合成策略为废水处理提供了高效稳定的新型光催化剂（AOPs）。

　　

Highlight

本研究亮点在于首次采用蛋清蛋白作为生物模板，通过共沉淀-微波辐照联用技术构建ZnO-TiO₂纳米复合材料。这种绿色合成方法不仅实现了纳米颗粒的尺寸控制（11nm），还通过异质结效应将带隙能降至2.88eV，使材料在紫外光区吸收效率显著提升。

Experiment

实验部分详细描述了以硝酸锌六水合物为前驱体，加入5mL新鲜蛋清与250mL去离子水配制0.1M溶液。在pH10条件下通过氨水滴定形成沉淀，经10-12次水醇交替洗涤后，采用微波辐照完成晶化过程。

XRD Analysis

X射线衍射分析显示：ZnO NPs呈现六方纤锌矿结构（PDF#01-080-0074），而TiO₂ NPs同时含有金红石相（PDF#21-1276）和锐钛矿相特征峰。复合材料中两相衍射峰共存且半峰宽增大，证实成功构建纳米异质结。

Conclusion

结论表明：蛋清蛋白的定向调控作用使ZnO-TiO₂ NCs形成均匀分散结构，其光生电子-空穴对分离效率提升，在75分钟UV照射下对甲基橙的降解率可达98%，较单一ZnO NPs提升13%。该生物合成法为环境修复材料开发提供了新思路。