目录
摘 要 II
关键词 II
Abstract III
Key Words III
引言： 1
1 材料与方法 5
1.1 仪器与试剂 5
1.2 溶液配制 5
1.3 实验步骤 5
1.3.1 聚多巴胺包裹的小球制备（GCB@DPA） 5
1.3.2 GCB@DPA@Ag（half）的制备 6
1.3.3 GCB@DPA@Ag@DPA（half）的制备 6
1.3.4 GCB@DPA@Ag（half）和GCB@DPA@Ag@DPA（half）的运动 6
2 结果与分析 6
2.1 实验结果 6
2.1.1 小球的表征 6
2.1.2 制备GCB@DPA的图片 7
2.1.3 GCB@DPA的表征 7
2.1.4 GCB@DPA@Ag（half）的表征 8
2.1.5 GCB@DPA@Ag（half）和GCB@DPA@Ag@DPA（half）的运动行为研究 9
2.1.6 H2O2 溶液浓度的优化 9
2.2 结果分析 13
3 讨论 14
致谢 15
参考文献 16
基于碳球的微马达构建及其在双氧水中运动行为的研究
摘 要
水污染是本世纪的一个重大社会问题。微/纳米马达是指能够将化学能或其它形式的能量转化为自身动能的微/纳米器件。微/纳米马达作为人工活性物质，能够克服扩散受限反应，改善其活性表面与目标污染物的相互作用、提高反应效率、缩短处理时间，可以用于除去水中的污染物。目前，常采用微/纳米马达表面的纳米材料作为催化剂，催化过氧化氢分解产生动力。它不仅绿色环保，而且大大降低了成本。本实验以碳球为基础，在上面包裹多巴胺之后再组装Ag来制备GCB@DPA@Ag（half）微马达。该微马达通过Ag催化过氧化氢分解产生气泡驱动微马达运动。之后在全包裹Ag的GCB（GCB@DPA@Ag）上再包裹半层多巴胺制得GCB@DPA@Ag@DPA（half）微马达。对比这两 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: &351916072& 
个微马达在双氧水溶液中的运动情况。此外，我们还对这两种微马达在不同浓度双氧水中的气泡生成速度和运动速度进行了考察。虽然随着双氧水浓度的提升，气泡产生的速度也越来越快，微马达运动的速度有所增加。但是同时微马达运动的时间也在缩短，因此需要根据实际情况寻求一个适当的浓度使得微马达的运动更加高效。
引言
水污染是本世纪的一个重大社会问题。尽管水处理技术取得了进步，人们仍然缺乏清洁的饮用水。因此，迫切需要发展更快、更先进的水处理技术来为人类提供清洁的饮用水，并且防止对人体健康造成威胁，对生态系统造成破坏。研究发现，纳米材料可以催化过氧化氢分解，生成氧气并产生推进力[1]。微/纳米马达是指能够将环境中的化学能或其它形式的能量转化为自身动能的微/纳米器件。在微/纳米马达材料上组装了特定功能的材料，从而实现目标物质的降解，吸附以及检测等目的。近十年来开发出了各种类型的人工微/纳米马达，可以在低雷诺数下推进。这些微/纳米马达是用功能材料设计的[25]，可以达到去除污染物的目的[68]。在它们运动的过程中可以改善混合与传质，极大的提高了各种修复速度。
微/纳米马达的运动方式和它的结构和形状密切相关，其形状大致有：
1）纳米棒形：Mallouk团队[9]利用模板电沉积技术成功合成了直径为370 nm，长度为2 μm的金/铂（Au/Pt）纳米棒。研究发现这种Au/Pt纳米棒在过氧化氢溶液可以中实现自驱动。金属棒的两端组成原电池，通过电化学分解过氧化氢产生运动。以Au末端作为过氧化氢发生还原反应的阳极部分，Pt末端作为过氧化氢发生氧化反应的阴极部分。在整个过程中，纳米棒内部形成电场，引发了电渗流的运动，从而表现出Au/Pt纳米棒向Pt端自发运动的特性。


图1 模板电沉积法制备双金属Au/Pt纳米棒流程图[9]
Fig.1 Flow chart of bimetallic Au/Pt nanorods prepared by template electrodeposition[9]
2）Janus微球：现在常用来制备Janus颗粒的方法是将金属薄膜沉积到微型颗粒上来获得半包覆颗粒。Wu等人[10]通过模板法和层层组装技术制备了一种采用近红外驱动的Janus聚合物胶囊马达。如图2，在微马达的制备过程中，先将SiO2颗粒表面层层组装上不同的聚合物，然后将具有光响应和光热效应的Au利用溅射的手段使其包覆在颗粒的一侧，形成Janus颗粒及Janus胶囊马达，该马达可以在红外光的照射下，利用形成的热梯度进行运动。


图2 Janus聚合物胶囊马达的制备示意图[10]
Fig.2 preparation of Janus polymer capsule motor[10]
3）螺旋形：螺旋型微/纳米马达先通过模板电沉积法生长出纳米棒状结构，然后采用化学蚀刻技术得到。Park团队[11]利用多孔阳极氧化铝膜辅助电聚合方法成功合成了螺旋型Pd微马达。该微马达多孔结构的阳极氧化铝膜内壁表面基团为羟基，在酸性的溶液中会吸附周围溶液中的氢离子进而形成单电层。在含有PdCl2、CuCl2和HCl的电镀液中，PdCl42会吸附在氢离子内层而形成双电层。而由于Cu2+的存在将导致螺旋错位，最后在电镀过程中形成螺旋结构的Pd/Cu合金，再用HNO3溶解Cu，即得到螺旋型Pd微马达。


图3 螺旋型Pd微马达[11]
Fig.3 spiral Pd micromotor[11]

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/yyhx/607102.html