Bio-inspired green combustion synthesis of CaTiO3 nanoparticles via Aloe vera extract for synergetic photocatalytic degradation of Malachite green and electrochemical sensing of glyphosate.
Discov Nano · 2026 · 21 · PMID 42141336 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 노출과 잔류 > 섭취량 추정
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
알로에 베라 추출물을 이용한 녹색 연소 경로를 통해 고결정성 티타늄산칼슘($\text{CaTiO}_3$, CTO) 나노입자(~ 30 nm)의 합성이 개발되었다. 최적화된 $\text{CaTiO}_3$ NPs는 3.12 eV의 직접 광 밴드갭과 풍부한 표면 산소 공극을 나타내어 전하 분리 및 빛 흡수를 향상시켰다. 광촉매로서 이 물질은 가짜 1차 반응 속도론을 따르며, 자외선 조사 하에서 말라카이트 그린(MG) 염료에 대해 120분 동안 90.44%의 우수한 분해 효율을 달성하였고, 햇빛 조사 하에서는 57.88%를 달성하였다. 소거제 연구는 광생성된 정공($\text{h}^+$)과 수산화 라디칼($\cdot\text{OH}$)이 분해 과정에서 지배적인 역할을 함을 확인하였다. 나아가, 알로에 베라 유래 $\text{CaTiO}_3$는 글리포세이트 검출에 대해 우수한 전기화학적 활성을 보여, 빠른 전류 측정 응답, 낮은 전하 이동 저항, 그리고 1–6 µM 농도 범위에서 높은 선형성($R^2 > 0.96$)을 나타냈으며, LOD는 $0.38 \text{ }\mu\text{M}$이고 민감도는 $\sim 0.25 \text{ }\mu\text{A}\text{ }\mu\text{M}^{-1}$이었다. 이러한 결과들은 알로에 베라 보조 $\text{CaTiO}_3$가 환경 정화와 농약 감지를 통합하는 지속 가능한 다기능성 나노물질로서의 잠재력을 입증하며, 차세대 광촉매 및 전기화학 센서를 위한 확장 가능하고 친환경적인 플랫폼을 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
A green combustion route was developed using Aloe vera extract for the synthesis of highly crystalline Calcium Titanate (CaTiO3) (CTO) nanoparticles (~ 30 nm). The optimized CaTiO3 NPs exhibits a direct optical band gap of 3.12 eV and abundant surface oxygen vacancies, enhancing charge separation and light absorption. As a photocatalyst, the material achieved a remarkable degradation efficiency of 90.44% for Malachite green (MG) dye under UV irradiation and 57.88% under sunlight within 120 min, following pseudo-first-order kinetics. Scavenger studies confirmed that photogenerated holes (h+) and hydroxyl radicals (·OH) play dominant roles in the degradation process. Furthermore, the Aloe vera-derived CaTiO3 demonstrated superior electrochemical activity toward Glyphosate detection, showing rapid amperometric response, low charge-transfer resistance, and excellent linearity (R2 > 0.96) across 1-6 µM concentration with LOD 0.38 µM and sensitivity ~ 0.25 µA µM-1. These results demonstrate the potential of Aloe vera-assisted CaTiO3 as a sustainable multifunctional nanomaterial that integrates environmental remediation and agrochemical sensing, offering a scalable and eco-friendly platform for next-generation photocatalysts and electrochemical sensors.| 저자 | Khasim, S.; Hamdalla, T. A.; Alghamdi, N.; Bani-Atta, S. A.; Alatawi, M.; Panneerselvam, C. |
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| 저널 | Discover nano |
| 권·호·쪽 | 21(1) |
| PMID | 42141336 |
| DOI | 10.1016/j.saa.2014.10.097 |