使用创新绿色合成的还原氧化石墨烯、二氧化钛纳米颗粒和还原氧化石墨烯/二氧化钛纳米复合材料进行废水处理：结构、形态、光谱、热和光催化研究

摘要 最近，创新性研究集中于将二维纳米片材料与半导体金属氧化物结合以用于多种工业应用。尤其在废水处理方面，专家们开发了新技术以减轻环境危害。二氧化钛/还原氧化石墨烯纳米复合材料因其在多个领域中，尤其是水处理中的优越活性，最近引起了关注。本研究比较和评估了使用甜车前子（Ceratonia siliqua）提取物合成的创新环保二氧化钛纳米颗粒、还原氧化石墨烯和二氧化钛/还原氧化石墨烯纳米复合材料的环境应用。进行了广泛的形态、结构、光谱、热和表面电荷分析，包括透射电子显微镜、原子力显微镜、扫描电子显微镜绘图、X射线衍射、紫外-可见光、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、能量色散X射线谱、热重分析以及Zeta电位分析，以展示合成纳米材料的特性。此外，在甜车前子提取物中确定的酚类化合物含量（30.78 ± 0.1 µg/mL）证实了它们在还原过程中形成还原氧化石墨烯和二氧化钛纳米颗粒的作用。此外，三种设计的纳米材料被应用于重金属的吸附候选剂和从废水中去除工业染料的光催化剂。该纳米复合材料对Zn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺表现出最高的吸附能力。此外，该纳米复合材料的光催化性能在去除亚甲蓝（MB）染料方面显著改善（90%，15分钟），相比于自由二氧化钛纳米颗粒（87.5%，150分钟）。研究结果表明，绿色合成的还原氧化石墨烯/二氧化钛纳米复合材料可用于改善废水中重金属和染料污染物的去除。图形摘要展示了使用车前子提取物合成还原氧化石墨烯、二氧化钛和还原氧化石墨烯/二氧化钛纳米复合材料及其在废水处理中的潜在应用