[发明专利]一种催化型GOx@Fe-MOF@HNTs管状微纳马达及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种催化型GOx@Fe‑MOF@HNTs管状微纳马达及其制备方法和应用，将HNTs纳米管进行超声破碎，置于六偏磷酸钠中分散取上层悬浮液离心收集，然后加入至稀硫酸溶液中，真空抽滤，洗涤至中性，加入到Mn(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;溶液中，搅拌后干燥、高温煅烧得MnO‑HNTs；向葡萄糖氧化酶GOx、均苯三甲酸和NaOH的混合溶液中加入MnO‑HNTs，加入至氯化铁水溶液中，搅拌，过滤、洗涤、干燥得GOx@Fe‑MOF@HNTs管状微纳马达，GOx可将葡萄糖分解为Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;和葡萄糖酸内酯，内生Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;被MnO分解为Osubgt;2/subgt;和水，氧气气泡从一端溢出，驱动微纳马达运动，在内生Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;的作用下，实现对水体中GSH和/或TCH的比色检测和催化降解，在不对水体造成二次污染的前提下，实现了对水体中有机污染物的快速检测与降解。

技术领域

本发明属于催化剂及环境保护领域，具体涉及一种催化型GOx@Fe-MOF@HNTs管状微纳马达及其制备方法和应用。

背景技术

随着医疗科技的不断发展，各种人工合成的药物被应用于治疗特定的疾病，人口的平均寿命普遍增加。其中，谷胱甘肽（GSH）和盐酸四环素（TCH）是两种常见的临床药物。然而，由于后续处理过程不完善，医用残留会造成严重的水体污染，进而严重危害人们的身体健康。

传统的对于化学有机物的检测方法通常需要借助比较精密的大型仪器设备，并配备专业人员进行操作，其成本高昂，程序耗时长等缺点严重限制了其在现场快速检测的应用。并且，要实现对污染物的快速降解需要借助另外的仪器。因此，开发设计一种集快速检测、降解于一体的方法显得尤为重要。

此外，在传统的水体污染物的处理过程中，制备的材料在水环境中的运动状态通常为静态，受到了扩散传质的限制，亦或需要外部搅拌手段来提高效率。而纳米技术的新兴应用为环境修复过程增加了一个新的维度。特别是，能够将能量转化为运动和机械力的自推进微纳马达，通过采用自主移动的方式，提供显著的流体混合，具有克服扩散传质限制的巨大潜力。现代微纳马达的高效推进和运动控制已被用于改善不同领域的各种操作，包括水体污染物的检测及降解。自驱动微纳马达代表了实时环境监测的新模式，在检测突然变化、即将到来的威胁、连续监测补救过程以及不可到达的环境方面具有很大的前景，只需最少的样品制备。

因此，研发一种自主驱动的微纳马达及利用该马达实现对医用残留污染水体的处理具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的医用残留严重污染水体、现有的检测设备及方法成本高、耗时长的问题，本发明提供了一种催化型GOx@Fe-MOF@HNTs管状微纳马达及其制备方法和应用，该微纳马达通过分解水体中的葡萄糖驱动运动，并且在内生H₂O₂以及Fe-MOF的作用下，可以产生具有强氧化性的羟基自由基，进而实现对GSH的比色检测和对TCH的催化降解。

本发明通过以下技术方案实现：

一种催化型GOx@Fe-MOF@HNTs管状微纳马达的制备方法，包括以下步骤：

（1）HNTs的预处理：将HNTs纳米管加入至聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，混合均匀，超声破碎，离心洗涤，置于六偏磷酸钠水溶液中分散，静置后取上层悬浮液离心收集，收集后的固体加入至稀硫酸溶液中，真空抽滤，洗涤至中性；

（2）MnO-HNTs的制备：将步骤（1）预处理后的HNTs纳米管加入到Mn(NO₃)₂溶液中，搅拌后干燥、高温煅烧得MnO-HNTs；