[发明专利]一种双功能化学战剂降解材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有仿生酶结构的双功能化学战剂降解材料及其制备方法，本发明降解材料是由具有仿磷酸三酯酶结构的聚铝酸根阳离子簇与具有化学战剂降解功能的多酸阴离子反应得到，本发明将等体积、等浓度的聚铝酸根阳离子簇溶液于多金属氧酸盐溶液混合，将混合溶液静置三天，将产物过滤、干燥，即得到该降解材料。本发明降解材料能协同发挥聚铝酸根阳离子簇和多酸的作用，通过水解和氧化两种机理实现对芥子气和梭曼的降解，并且能把芥子气和梭曼降解生成无毒的产物，不会造成二次危害；本发明降解材料循环使用四次之后仍能保持良好的化学战剂降解性能。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种能够同时降解芥子气和神经性化学毒剂的双功能化学战剂降解材料及其制备方法。

背景技术

从第一次世界大战到如今时有发生的化学武器袭击事件，化学战剂由于毒性强和杀伤性大已经被发展和应用。虽然在《化武公约》的推动下，各国在化学武器的销毁方面取得了很大进展，大量的库存或历史遗留的化学武器被销毁。但是，由于化学武器与其他武器相比具有较低的生产成本，并且具有持续性的杀伤力，使其成为经济落后国家及恐怖势力在战争或维护自身安全时的重要选择。因此研发新型、高效，并且不会危害环境的化学战剂降解材料在国防、抵御化武袭击等方面具有重要意义。

次氯酸盐、纳米金属氧化物等传统的化学战剂降解材料，虽然具有较好的化学战剂降解性能，但是存在腐蚀性强、用量大或降解效率低等缺陷，因此急需研发绿色、高效的化学战剂降解材料。生物酶可以在温和的条件下实现对化学战剂的有效降解，卤代烷烃脱卤酶、磷酸水解酶、磷酸三酯酶等均具有催化降解化学战剂的活性。生物酶具有无腐蚀性、成本低、便于携带的优点，但是，酶容易失活，保质期较短，并且由于部分酶来源于细菌，将其输送给哺乳动物之后会产生一种免疫反应。具有仿生酶结构的材料不但能够模仿生物酶对化学战剂的降解活性，而且还具有很好的稳定性，在催化周期内不会出现变性、失活等酶催化降解过程易出现的问题。

由于无法预知所使用的化学战剂的类型，因此研制一种能够降解多种化学战剂的降解材料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了能够同时降解芥子气和神经性化学毒剂的双功能化学战剂降解材料；

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

双功能化学战剂降解材料，由聚铝酸根阳离子簇与多金属含氧酸阴离子反应制备得到。

进一步，上述聚铝酸根阳离子簇为ε-[Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺(简称Al₁₃⁷⁺)和/或[Al₃₀O₈(OH)₅₆(H₂O)₂₄]¹⁸⁺(简称Al₃₀¹⁸⁺)。

更进一步，上述述聚铝酸根阳离子簇的制备方法为：

1)将六水合氯化铝溶于水中，溶解后得到六水合氯化铝溶液；

2)将六水合氯化铝溶液在80℃下搅拌；

3)然后将氢氧化钠溶于水中，得到氢氧化钠溶液；

4)将步骤3)所得的氢氧化钠溶液缓慢地滴加到步骤(1)所得的六水合氯化铝溶液中，得到Al₁₃⁷⁺溶液；即为上述聚铝酸根阳离子簇。