[发明专利]一种介孔氧化硅纳米材料的用途

说明书

本发明涉及一种介孔氧化硅纳米材料的新用途，即将介孔氧化硅纳米材料应用于有机磷农药的吸附降解；介孔氧化硅纳米材料依靠介孔氧化硅材料表面的硅羟基（Si‑OH）基团与有机磷农药分子中P=O（或P=S）基团的特异性作用，将有机磷农药分子吸附至介孔氧化硅材料表面；随后在Si‑OH基团的作用下，使吸附的有机磷分子发生降解，生成低毒甚至无毒的产物。将介孔氧化硅纳米材料应用于有机磷农药的吸附降解，该用途先进、具有现实的应用意义，且材料制备简单成熟、易于操作、价格低廉。

技术领域

本发明涉及一种介孔氧化硅纳米材料的新用途，具体涉及介孔氧化硅纳米材料在有机磷农药降解上的用途，属于纳米材料的应用领域。

背景技术

介孔材料由于其具有孔径可在2-50纳米范围可调、孔道有序、比表面积大等优点，在众多领域具有良好的应用前景。自1992年《自然》杂志报道美孚公司首次合成MCM-41系列介孔材料以来（Nature，1992，359，710-712），介孔材料备受人们的关注。其结构多样，主要包括二维六方、三维六方、三维立方、无序相等。在具有各种结构的介孔材料中，介孔氧化硅材料，比表面积通常在大于100平方米每克，孔容量约为0.2～0.9cm³/g，孔径在2～50纳米之间可调，已经在生物医药、催化、吸附、分离、传感技术以及光学等前沿科学研究领域受到广泛关注（Chem.Soc.Rev.,2012,41,2590–2605）。

国外的文献指出氧化硅对含有磷酰键的有机磷物质（如甲基磷酸二甲酯，DMMP）具有很好的吸附作用（J.Phys.Chem.C2013,117,14625-14634；J.Phys.Chem.C2013,117,15685-15697）。但是这类研究并没有指出有机磷物质在氧化硅表面会发生降解反应。

本发明指出介孔氧化硅的表面不但富含硅羟基，而且这类硅羟基活性较高，可以与有机磷分子中磷酰键或硫代磷酰键附近较活泼的基团发生取代反应，使有机磷分子降解为低毒或无毒的产物，从而对有机磷分子起到降解的作用。本发明拓宽了介孔氧化硅材料的应用领域，且对有机磷农药的防护等领域有积极的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介孔氧化硅纳米材料的新用途，即将介孔氧化硅纳米材料应用于有机磷农药的吸附降解，由于该材料对有机磷农药具有较强的吸附能力并且可以使其发生降解，进而可为防毒面具、通风虑毒装置等提供有机磷农药吸附降解材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种介孔氧化硅纳米材料的新用途，为将介孔氧化硅纳米材料应用于有机磷农药的吸附降解。

优选的，所述介孔氧化硅纳米材料对有机磷农药的吸附降解是指对有机磷农药的有效成分的吸附降解；所述有机磷农药的有效成分是指有机磷农药中分子结构含有磷酰键（P=O）或硫代磷酰键（P=S）的有机磷化合物。例如，敌敌畏农药中，有效成分是指敌敌畏（化学名称：O，O-二甲基-O-2，2-二氯乙烯磷酸酯，化学式是C₄H₇Cl₂O₄P，CAS号是62-73-7）。

优选的，所述有机磷农药选自敌敌畏、草甘膦、甲拌磷、甲胺磷、毒死蜱、敌百虫、对氧磷等。

优选的，所述介孔氧化硅纳米材料的粒径为50nm-5μm，孔径为2-30nm，比表面积大于100m²/g，孔容为大于0.1m³/g。

优选的，所述介孔氧化硅纳米材料将有机磷农药的有效成分降解为磷酸酯类物质，如磷酸单甲酯、磷酸二甲酯、磷酸二乙酯或硫代磷酸二乙酯等。

一种吸附降解有机磷农药气体的方法，为将所述的介孔氧化硅纳米材料置于含有有机磷农药气体分子的气氛中，对有机磷农药中的有效成分进行吸附降解。