一种双功能AA-NiMn-CLDHs@HNTs-Ag纳米马达及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种双功能AA

【技术实现步骤摘要】
一种双功能AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化剂及环境监测和修复
，具体涉及一种双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]苯酚是一种易致癌的有毒污染物，因应用范围广而大量存在于环境中。因此，人们开发了多种检测技术，如色谱法、分光光度法、光催化法、吸附法和电化学法等。这些检测方法通常需要昂贵的仪器和专业的技术人员，其实际应用范围受到极大限制。此外，这些方法功能单一，并不能对检测到的苯酚及时进行降解处理，因此设计开发一种简单而灵敏兼具检测和降解双功能的方法具有良好的应用前景，特别是对极低浓度的苯酚进行检测和降解。
[0003]自驱动微纳马达是一种可以将外界能量转化为驱动力的快速运动的一种微型装置，在环境修复领域得到了极大的关注。微纳马达的主要驱动机理包括气泡反冲、自电泳、自扩散、自热泳及外部磁场驱动等。其中利用化学反应产生的气泡反冲推进机制因具有易实现、驱动力强、环境适应性好而受到广泛的关注。气泡驱动微纳马达最常用的燃料是H2O2，其分解过程中只产生H2O和O2，没有其他有毒残留物，而且气泡脱落过程可以为微纳马达提供反向推力，驱动微纳马达运动。此外，微纳马达可以作为多种功能单元的载体，将自主运动性能和催化性能良好地结合在一起，在无需额外搅拌的情况下促进溶液的扰动，加速传质，增加了催化剂与污染物之间的接触几率，从而极大地提高了检测及降解效率。
[0004]埃洛石纳米管(HNTs)是具有铝硅酸盐双层结构的环境友好型天然纳米材料。具有稳定性高、耐有机溶剂和易于处理或重复使用的物理和化学性质。HNTs内外表面具有不同的化学结构和相反的电荷，可以选择性地修饰不同的功能单元，如药物、酶、DNA、无机纳米颗粒以及二维纳米材料等。层状双氢氧化物(LDHs)是一种具有水滑石状结构的二维层状材料，比表面积大，活性位点暴露多，广泛应用于超级电容器、催化和生物医学等领域。而过渡金属基LDHs由于具有类过氧化物酶的活性而被广泛应用于催化和传感领域。然而，LDHs纳米片的团聚性掩盖了其活性位点，进而降低催化活性，解决这一问题的有效方法是将LDHs锚定在载体材料上，形成形状和性能可控的多维复合材料。
[0005]综上所述，研发一种可自主驱动，对酚类化合物实现快速检测和降解的方法具有重要意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术对苯酚污染物的程序复杂，不适合现场可视化快速分析及自主动态降解，且存在检测灵敏度低，降解效率低，需要额外搅拌等问题，本专利技术公开了一种双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达及其制备方法和应用，Ag纳米颗粒和NiMn
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CLHDs催化H2O2分解产生O2，为马达运动提供动力，同时具有类过氧化物酶活性，可实现对污染物
的比色检测。NiMn
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CLDHs的类芬顿催化活性可有效降解水体中的苯酚污染物。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：一种双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达的制备方法，包括以下步骤：（1）HNTs的预处理：对HNTs进行扩腔活化；（2）NiMn
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LDHs@HNTs
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Ag的制备：将步骤（1）中扩腔活化后的HNTs分散于醋酸银溶液中，经负压吸注、高温煅烧得到HNTs
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Ag，将HNTs
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Ag分散于NiMn
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LDHs前驱体溶液中，加碱陈化10~18h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得NiMn
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LDHs@HNTs
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Ag；（3）AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达的制备：步骤（2）中NiMn
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LDHs@HNTs
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Ag经高温煅烧，得到NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达，将其分散于抗坏血酸溶液AA中，搅拌吸附，经过滤、洗涤、干燥，得到抗坏血酸修饰的双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达。
[0008]进一步地，步骤（1）中HNTs扩腔活化步骤为：将HNTs分散于硫酸溶液中进行蚀刻，加热搅拌，收集固体洗涤至中性，然后进行高温煅烧活化。
[0009]进一步地，所述的硫酸溶液的浓度为2mol/L，蚀刻温度为60℃，蚀刻时间为2h；高温煅烧温度为800℃，时间为4h。
[0010]进一步地，步骤（2）中NiMn
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LDHs前驱体溶液为摩尔比3:1:4的Ni(NO3)2•
6H2O、Mn(NO3)2•
4H2O和NH4F混合溶液，Ni(NO3)2•
6H2O和HNTs
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Ag的质量比为1.5:1。
[0011]进一步地，步骤（2）中的加碱陈化中碱性溶液中NaOH和Na2CO3的摩尔比为2:5。
[0012]进一步地，步骤（2）中HNTs和CH3COOAg的质量比为1:1.25，CH3COOAg溶液浓度为2.5 mg/mL，高温煅烧温度为380℃，高温煅烧时间为1h。
[0013]进一步地，步骤（3）中马弗炉煅烧温度为500℃，煅烧时间为1h中，抗坏血酸溶液浓度为10mM，反应时间为8 h。
[0014]本专利技术中，上述制备方法制备得到的双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达，可以应用在在苯酚检测和苯酚催化降解中。
[0015]本专利技术通过酸刻蚀和高温煅烧得到扩腔活化的HNTs，将HNTs分散在CH3COOAg前驱体溶液，经过多次真空负压吸注过程将CH3COOAg前驱体溶液注入HNTs管腔中，在马弗炉中高温煅烧得到内腔固定Ag纳米颗粒的HNTs(HNTs
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Ag)。将HNTs
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Ag充分分散在NiMn
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LDHs的前驱体溶液中，在其表面原位生长NiMn
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LDHs纳米片，经高温煅烧得到NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达，然后对其进行AA表面修饰，得到双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达。在该纳米马达中，Ag纳米颗粒和NiMn
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CLDHs催化分解H2O2，产生大量的O2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）HNTs的预处理：对HNTs进行扩腔活化；（2）NiMn
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LDHs@HNTs
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Ag的制备：将步骤（1）中扩腔活化后的HNTs分散于醋酸银溶液中，经负压吸注、高温煅烧得到HNTs
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Ag，将HNTs
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Ag分散于NiMn
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LDHs前驱体溶液中，加碱陈化10~18h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得NiMn
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LDHs@HNTs
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Ag；（3）AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达的制备：步骤（2）中NiMn
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LDHs@HNTs
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Ag经高温煅烧，得到NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达，将其分散于抗坏血酸溶液AA中，搅拌吸附，经过滤、洗涤、干燥，得到抗坏血酸修饰的双功能催化型AA
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NiMn
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CLDHs@HNTs
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Ag纳米马达。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中HNTs扩腔活化步骤为：将HNTs分散于硫酸溶液中进行蚀刻，加热搅拌，收集固体洗涤至中性，然后进行高温煅烧活化。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉，邢宁宁，赵蔚琳，张晓蕾，韩扬，胡开元，罗辉，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：