黄金纳米颗粒的光催化染料降解和抗菌活性:一个DFT和机器学习研究
M Yasmin Begum1, Mukta Sharma2, M V Arularasu3
1Department of Pharmaceutics, College of Pharmacy, King Khalid University Abha Saudi Arabia ybajen@kku.edu.sa.
RSC advances
|December 22, 2025
概括
绿色合成黄金纳米粒子 (AuNPs) 有效地降解甲基色 (MO) 染料,并表现出抗菌特性. 计算和机器学习模型验证了它们对环境修复的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境化学环境化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 甲基色 (MO) 是一种常见的污染物,需要有效的降解方法.
- 黄金纳米粒子 (AuNPs) 在光催化和抗菌应用中表现有前途.
- 绿色合成为纳米粒子生产提供了一个可持续的途径.
研究的目的:
- 用Acacia nilotica提取物合成AuNPs进行光催化MO降解.
- 研究光催化过程的动力学和热力学因素.
- 评估合成的AuNPs的抗菌活性和计算特性.
主要方法:
- 使用Acacia nilotica提取物进行AuNPs的绿色合成.
- 在可见光下用MO进行光催化降解实验.
- 针对沙门氏菌类型和Lactobacillus acidophilus的抗菌分析.
- 密度函数理论 (DFT) 对电子和拓性质的模拟.
- 机器学习 (ML) 模型 (XGBoost,LightGBM,神经网络) 用于频段差距预测.
主要成果:
- 在10分钟内达到92.5%的MO降解,具有很高的可重复使用性 (88.4%在4个循环后).
- 已证实对测试的病原体具有抗菌活性.
- DFT分析提供了对AuNP电子结构和稳定性的见解.
- XGBoost模型在预测电子带间隙方面表现出高准确度 (RMSE=0.9878).
结论:
- 生物合成的AuNP对MO降解有效,并具有抗菌性质.
- 结合实验,DFT和ML方法验证了AuNP的性能.
- AuNP为环境修复和抗菌应用提供了可持续的解决方案.
