[发明专利]一种双功能催化型阴阳球微马达及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种双功能催化型阴阳球微马达及其制备方法和应用。将PMMA乙酸乙酯溶液滴于载玻片上形成PMMA膜，快速将MgAl‑LDHs微米花球均匀撒在PMMA膜上，静置干燥，载玻片浸渍到由Co(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;•6Hsubgt;2/subgt;O和2‑甲基咪唑组成的前驱体溶液中，反应20~30h后，冲洗载玻片3‑5次，PMMA膜溶解于乙酸乙酯中，释放MgAl‑LDHs/ZIF‑67，过滤干燥，马弗炉内煅烧，得到MgAl‑CLDHs/Cosubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;‑C阴阳球微马达，均匀分散于漆酶溶液中，搅拌吸附，过滤、洗涤，室温干燥得漆酶功能化的La‑MgAl‑CLDHs/Cosubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;‑C阴阳球微马达。利用静电吸附作用对阴阳球微马达进行漆酶功能化，使其同时具有检测和降解双功能，实现对水体中痕量邻苯二酚的快速检测和高效降解。

技术领域

本发明属于环境检测和修复领域，具体涉及一种双功能催化型La-MgAl-CLDHs/Co₃O₄-C阴阳球微马达及其制备方法和应用。

背景技术

在城市工业化的过程中，工业废弃物的排放造成了严重的环境污染。其中由石油化工、染料、医药企业排放的酚类污染物具有致癌和致突变的毒性，对人类健康造成威胁。对水体中酚类污染物监测的方法有色谱法及电分析法等。这些方法需要繁琐的仪器和复杂的预处理程序，不适合现场快速分析，而且不能实现对检测到的酚类污染物进行降解，因此开发设计一种简单可靠的快速检测和降解酚类污染物的方法非常必要。

由低维纳米材料组装而成的分级多层结构微纳材料具有高的比表面积和孔隙度，为目标污染物的扩散提供了通道，可实现对目标污染物的快速响应和高灵敏度检测，对设计痕量污染物比色检测传感器是一种很好的选择。此外，高暴露的活性位点也提高了其催化活性，同时实现对目标污染物的高效快速降解。铝镁层状双金属氢氧化物（Mg-Al LDHs），是一类由二价和三价金属离子组成的具有水滑石层状晶体结构的混合金属氢氧化物，其中部分二价金属离子被三价金属离子代替，层片带永久正电荷，为了维持电中性，在层与层的通道中存在阴离子，以平衡片层所带的永久正电荷。其独特结构使其具备很多优越的性能，广泛的应用于催化、吸附分离、阻隔和吸收、生物和医药、光电磁等各个领域。

目前，很多比色传感装置和降解装置都是静态的，为了提高检测灵敏度和降解效率需要额外进行搅拌等操作，增加了成本和难度。微纳马达是一种可以自主驱动的装置，其运动过程可有效诱导溶液混合，加速溶液中的传质，从而增加催化剂与污染物的有效接触，实现快速响应和高灵敏度检测，同时加速了污染物的降解。

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。

发明内容

针对现有技术对酚类污染物程序复杂，不适合现场快速分析、不能实现对检测到的酚类污染物进行降解，且灵敏度低、不能自主驱动的问题，本发明公开了一种双功能催化型La-MgAl-CLDHs/Co₃O₄-C阴阳球微马达及其制备方法和应用，Co₃O₄催化H₂O₂分解产生O₂，驱动马达运动，同时具有类过氧化物酶活性，可实现对有机污染物的比色检测，漆酶可有效降水体中的邻苯二酚污染物，该微马达独特的3D开放结构提供较大的比表面积，暴露更多的活性位点，在自驱动过程中将邻苯二酚分子吸附到微马达表面，直接到达活性位点，在活性物种的催化下实现快速检测和高效降解。

本发明通过以下技术方案实现：

一种双功能催化型La-MgAl-CLDHs/Co₃O₄-C阴阳球微马达，通过以下方法制备得到：