论文题目：新型纳米仿生催化剂的制备及在环境化学的应用
摘要：随着纳米技术、生物技术和催化科学的融合,人们在纳米催化领域的研究获得重大的进展。到目前为止,许多具有酶催化活性的纳米材料已经发展成为新一代的酶模拟物,这些酶模拟物在环境化学上具有广泛的应用。本论文主要设计了三种具有吸附和催化双功能的酶模拟物,并开展了其在染料降解的应用。主要结果如下:1.采用维生素C作为温和的还原剂,使用简单的一锅法制备了具有吸附和催化双功能的血红素-石墨烯纳米复合物。血红素通过π-π相互作用与石墨烯结合,形成稳定的血红素-石墨烯纳米复合物。制备的血红素-石墨烯纳米复合物具有优异的过氧化物酶催化活性和吸附能力。实验结果证明在水溶液中,血红素-石墨烯纳米复合物可以通过吸附染料,再通过催化作用将染料除去。2.首次将具有过氧化物酶活性的石墨烯-金纳米粒子复合物用于环境化学。采用氯金酸作为前驱体制备金纳米粒子,将金纳米粒子与氧化石墨烯复合后,制备具有优异过氧化物酶活性和吸附能力的石墨烯-金纳米粒子复合物。由于其优异的吸附和催化能力,石墨烯-金纳米粒子复合物可以通过协同吸附和降解作用有效捕获和除去染料。以亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B为例,研究结果表明所制备的石墨烯-金纳米粒子复合物对这些染料的除去效率达90%以上。3.在前面两个研究的基础上,尝试利用生物可降解的丝素蛋白负载具有过氧化物酶活性的五氧化二钒纳米线,通过自组装制备三维多孔丝素蛋白五氧化二钒纳米线复合海绵。利用复合海绵具有吸附和催化功能,可以有效吸附染料污染物,并通过催化作用除去染料,拓展了生物可降解载体在纳米仿生催化剂中的应用。
关键词：纳米材料;酶催化活性;协同效应;染料除去
学科专业：电子与通信工程
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 过氧化物酶模拟物
1.2.1 钒基纳米材料
1.2.2 铁基纳米材料
1.2.3 贵金属基纳米材料
1.2.4 碳基纳米材料
1.2.5 金属有机骨架(MOF)基纳米材料
1.3 氧化酶模拟物
1.3.1 金基纳米材料
1.3.2 铜基纳米材料
1.3.3 钼基纳米材料
1.3.4 铂基纳米材料
1.4 过氧化氢酶模拟物
1.5 类超氧化物歧化酶模拟物
1.6 多酶活性模拟物
1.7 本课题研究目的和研究思路
参考文献
第二章 石墨烯负载的具有吸附降解协同效应的仿生催化剂对染料除去的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 样品表征
2.3.2 血红素-石墨烯纳米复合材料的过氧化物酶活性的研究
2.3.3 血红素-石墨烯纳米复合材料通过单独的物理吸附作用除去染料
2.3.4 血红素-石墨烯纳米复合材料通过吸附降解协同作用捕获和除去染料
2.4 本章小结
参考文献
第三章 石墨烯-金纳米颗粒复合物对染料除去的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品表征
3.3.2 石墨烯-金纳米颗粒复合物的类过氧化物酶活性表征
3.3.3 石墨烯-金纳米颗粒复合物通过吸附作用除去染料
3.3.4 石墨烯-金纳米颗粒复合物通过吸附降解协同作用捕获和除去染料
3.4 本章小结
参考文献
第四章 丝素蛋白/V_2O_5纳米线复合海绵对染料除去的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品表征
4.3.2 丝素蛋白/V_2O_5纳米线复合海绵通过吸附作用除去染料
4.3.3 丝素蛋白/V_2O_5纳米线复合海绵通过吸附降解协同作用除去染料
4.4 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢