基于天然植(矿)物的化学驱动管状微纳马达的合成及应用

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjkylin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微纳马达的自驱动运动可极大增加微马达上活性材料与污染物的有效接触、分子碰撞几率及物质传输,从而有效提高催化效率,缩短反应时间,在污染物检测和去除方面具有远超常规静态催化剂的能力。本论文中将微纳马达引入水体污染物处理体系,显著增强了催化剂的检测、降解效率。考虑到外加H2O2对水中微生物有一定毒副作用,本论文在第二个体系中以具有生物相容性的葡萄糖作为微纳马达的驱动燃料。根据“取之自然,用之自然”的宗旨,我们整个制备工艺环保科学,不会对环境造成二次污染。具体研究内容及结论如下:1、仿生AO-Mn2O3/γ-AlO(OH)微纳马达辅助荧光检测Hg2+:以天然中空的木棉纤维为模板制备的AO-Mn2O3/γ-AlO(OH)微纳马达,保证了AO在Mn2O3/γ-AlO(OH)载体上的单体构型。在5%H2O2中,微纳马达的运动速度可以达到157.46μm s-1。AO-Mn2O3/γ-AlO(OH)微纳马达中的Mn3+可以向AO提供电子,促进激发态电荷转移复合物的生成,并且H2O2的存在可以增强荧光强度。鉴于Hg2+对荧光的猝灭效果,探究了AO-Mn2O3/γ-AlO(OH)微纳马达对Hg2+的荧光检测性能。得到了对Hg2+的检测线性范围为5×10-8-5×10-5 M,检测限为1.75×10-8 M。在实际水样中,AO-Mn2O3/γ-AlO(OH)微纳马达也有较好的稳定性。此外,微纳马达的自推进运动可以加速流体的混合,改善流体的流动性,在荧光和猝灭过程中,加速了目标Hg2+与AO-Mn2O3/γ-AlO(OH)之间的接触,显著提高了Hg2+检测的灵敏度。2、GOx@Fe-MOF@HNTs管状微纳马达的制备及其催化性能探究:以天然中空管状埃洛石作为载体,通过简单的制备工艺将Mn O和包覆GOx的Fe-MOF负载到埃洛石表面,制备了GOx@Fe-MOF@HNTs微纳马达。从环保的角度出发,GOx@Fe-MOF@HNTs微纳马达以葡萄糖作为驱动燃料。在50m M葡萄糖溶液中,微纳马达的扩散系数可以达到7.0636μm~2s-1。GOx@Fe-MOF@HNTs微纳马达中的GOx和水中的O2可以将溶液中的葡萄糖转化为葡萄糖酸内脂和过氧化氢,进而产生具有强氧化性的·OH和·O2-。基于该原理,分别构筑了比色检测谷胱甘肽(GSH)和降解盐酸四环素(TCH)的反应平台。实验得到的检测GSH的线性范围和检测限分别为1×10-7-6.5×10-5 M和9.3×10-8 M。在30m M葡萄糖溶液中,微纳马达对TCH的降解率达到93.80%。在多次重复使用和长久储存的条件下,GOx@Fe-MOF@HNTs微纳马达对TCH的降解率依然在92%以上,证明了良好的稳定性。本论文研究为实现水中快速检测、降解贡献了一种新思路。
其他文献
透光混凝土是将透光材料与混凝土相结合,制成的一种具有半透明效果的混凝土材料,这种材料不仅拥有混凝土的强度,而且兼具透光材料的透光性能。用透光混凝土制备的墙体,白天光线通过透光材料进入室内,可减少电能的使用;晚上室内物体的形状通过透光材料映射到墙体表面,为单调的墙体增加了生机,拓展了建筑的功能。透光混凝土拥有节能和装饰双重作用,极大地推动了建筑的节能和绿色发展。随着技术的发展,3D打印技术已经成为当
学位
伴随着全球的工业化发展,化石能源的消耗所带来的环境污染与资源短缺成为了当今社会与经济发展中的最大障碍之一。其中,过量二氧化碳(CO2)排放所导致的温室效应,对于气候、环境、经济等都带来了重大影响。因此科学家们关注于CO2的资源利用,而基于太阳能的光催化和光热催化CO2还原也成为研究热点之一。在诸多催化剂中,二氧化钛(TiO2)因其成本低廉和安全无毒的优势成为最具发展潜力的催化剂之一。但由于其自身的
学位
陕北民歌作为陕北人民生产生活的反映,内容极其丰富,尤其是其歌词中大量的民俗词语,具有独特的文化内涵意义和鲜明的地方特色。在“中国文化走出去”倡议之下,把陕北民歌这一具有典型中国特色的优秀传统文化推介出去有着极为重要的现实意义。目前我们对陕北民歌的外译研究还非常有限,特别是其俄译研究几乎是一个空白。在语言世界图景理论基础上,关注陕北民歌的俄译问题,重点研究陕北民歌中民俗词语的翻译问题,是有助于提高陕
学位
全无机钙钛矿量子点作为一种新兴材料,近年来因其光致发光可调、发射光谱窄、荧光寿命短、量子效率高等优势在太阳能电池、发光二极管、光探测器等领域显示出非凡的潜力。但由于钙钛矿量子点的热稳定性和在极性溶液中的稳定性较差,限制了其在实际应用中的使用场景。本文采用玻璃基质这种连续的包覆层保护钙钛矿量子点以提高其稳定性,并制备全色谱钙钛矿荧光玻璃,最终封装白光LED,具体研究如下:(1)通过高温固相法使Cs
学位
本论文基于静电纺丝法制备了具有不同微观形貌特征的一维(1D)Sn O2基微纳米复合材料,主要包括中空多孔Sn O2/Ni O纤维,中空多孔Sn O2/Zn2Sn O4纤维,分级Sn O2/In2O3纤维,和中空多孔Sn O2/Cu O纤维。通过构建合适的异质结,能够有效调控Sn O2基复合材料的晶体成核及长大过程,获得一系列具有尺寸可调、形貌可控的Sn O2基1D结构,系统研究材料的物相组成、微观
学位
当前,能源危机亟待解决,寻找可再生清洁能源迫在眉睫。生物质是自然界普遍存在且可再生的重要资源。经过一系列的处理方法后,生物质可以升级为生物质燃料、催化剂载体、物理吸附剂、制备超级电容器等等。开发具有经济效益的生物质多孔碳材料并将其应用于日常生活具有非常重要的意义。本文围绕多孔碳材料的制备和应用,研究了一系列具有不同孔隙结构和比表面积的多孔碳材料并探究了活化方法、活化剂种类以及预氧化的温度对多孔碳材
学位
水泥混凝土材料综合性能优异、应用广泛,其耐久性与建筑结构的安全密切相关。由于水泥混凝土材料固有的脆性,会不可避免地产生裂缝。裂缝是有害离子侵蚀的主要途径,是威胁耐久性的主要因素。大量工程都面临着修复裂缝的问题。对于水下工程中的裂缝,监测和修复工作受环境限制而开展困难。电化学沉积修复是一种适于水下裂缝的修复技术。针对其修复速度较慢的问题,本文通过引入碳纳米纤维和炭黑两种导电材料,降低混凝土基体的电阻
学位
近年来,诸如“我是谁”、“我是怎样的一位教师”、“我要成为怎样的教师”等这类问题引起了研究者们的关注。而这些问题终究是对教师身份这一问题进行探索。对于教师而言,身份建构或认同在教师专业发展和教师教育中占据了很重要的位置。此外,教师身份也可作为一个重要视角来研究教师教学实践。目前有研究发现,教师教学的前几年是新手教师身份转变和建构的关键阶段,在此期间,新手教师面临着在真实教学场景互动中的冲突与困惑,
学位
成书于明代中叶的《西游记》是我国第一部杰出的、富有浪漫主义色彩的长篇神话小说。小说中吴承恩在唐玄奘西行取经故事的基础上,创造了一个变幻奇诡、光怪陆离又真实生动的世界。小说突破了时空与生死,突破了神、人、物的界限,在诙谐滑稽的笔墨之外,还暗藏深意与哲理。《西游记》充满插诗,体裁繁复多样、长短不一,多达750首,是中国古典长篇小说四大名著中用韵最多的小说。由于出现的诗词叙事性较强,按照中国传统诗歌的“
学位
《平如美棠:我俩的故事》是抗战老兵饶平如创作的纪实回忆录,记述其与妻子毛美棠共同走过的六十余载时光,亦是20世纪中国家庭与历史的缩影。这部作品由广西师范大学出版社于2013年发行,作为平民作家创作的图文传记文学,自问世以来便广受关注,斩获国内“2013中国最美的书”、“年度致敬图书”、“2013年度最感动图书”等奖项。其英译本由汉学家韩斌翻译,于2018年由企鹅兰登书屋旗下的两个子公司Panthe
学位