一种锰基/贵金属气凝胶及其制备方法与应用与流程

本发明属于催化检测，涉及一种锰基/贵金属气凝胶及其制备方法与应用，尤其涉及一种锰基/贵金属气凝胶及其制备方法，以及该锰基/贵金属气凝胶在检测或降解染料分子中的应用。

背景技术：

1、染料因其着色度高，不易褪色，在日常工业生产中起到重要的作用，其广泛应用于印刷，造纸，食品，油漆，照相等行业。染料的主要原料主要以苯，苯的衍生物，萘，蒽，杂环类衍生物以及无机类化合物为主，其与人体长期接触会损害肾脏，严重者则会导致癌症，对人体造成不可逆转的伤害。此外，在生产染料的过程中，伴随着大量的废水和废气的排放，其中含有大量的有害物质，会对环境产生巨大的影响。因此对染料实现超灵敏原位检测以及高效降解，对人体的健康和环境的治理具有重要的研究意义。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种锰基/贵金属气凝胶及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明实施例提供了一种锰基/贵金属气凝胶的制备方法，其包括：

4、提供mno2纳米片气凝胶；

5、以及，使包含所述mno2纳米片气凝胶、贵金属源和还原剂的混合反应体系于室温反应，之后经冷冻干燥处理，制得锰基/贵金属气凝胶。

6、本发明实施例还提供了由前述的制备方法制得的锰基/贵金属气凝胶。

7、本发明实施例还提供了前述的锰基/贵金属气凝胶在降解染料分子、痕量检测染料分子或表面增强拉曼光谱中的应用。

8、本发明实施例还提供了一种催化降解染料分子的方法，其包括：

9、提供前述的锰基/贵金属气凝胶；

10、将所述锰基/贵金属气凝胶与至少包含过硫酸盐和染料分子的溶液充分接触并于室温进行反应，从而实现对染料分子的催化降解。

11、本发明实施例还提供了一种表面增强拉曼光谱基底，所述表面增强拉曼光谱基底至少由前述的锰基/贵金属气凝胶制得。

12、本发明实施例还提供了一种染料分子的痕量检测方法，其包括：

13、以前述的锰基/贵金属气凝胶作为表面增强拉曼光谱基底；

14、将所述表面增强拉曼光谱基底与不同浓度的染料分子溶液充分接触复合，之后对所获基底进行拉曼检测，从而建立标准表面增强拉曼光谱谱图；

15、以及，将所述表面增强拉曼光谱基底与待测溶液充分接触复合，之后对所获基底进行拉曼检测，通过对所获谱图与标准表面增强拉曼光谱谱图进行比较，从而实现对染料分子的痕量检测。

16、本发明实施例还提供了一种监测染料分子降解过程的方法，其包括：

17、以前的锰基/贵金属气凝胶作为表面增强拉曼光谱基底；

18、将所述表面增强拉曼光谱基底置于包含过硫酸盐和染料分子的溶液形成混合体系，之后采用拉曼光谱实时监测吸光度随时间的变化，从而实现对染料分子降解过程的实时监测。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

20、(1)本发明提供的痕量检测方法能够实现对结晶紫(cv)、亚甲基蓝(mb)、孔雀石绿(mg)、罗丹明6g(r6g)、罗丹明b(rhb)等染料分子的高灵敏度检测；

21、(2)本发明选择锰基/贵金属气凝胶在存在pms的作用下对染料分子进行高效快速降解，由于pms在锰基/贵金属气凝胶材料作为催化剂时产生的多种活性氧物质促进了高级氧化反应的发生，其进一步将大环有机物降解为无毒的小分子；

22、(3)本发明中锰基/贵金属气凝胶的制备过程简单，且使用该锰基/贵金属气凝胶作为sers基底染料可实现原位检测，其检测在常温常压下进行即可，无需对待测液中的染料进行前处理，可直接检测，工艺流程简单，易操作且成本低；

23、(4)本发明中的锰基/贵金属气凝胶表面增强拉曼基底可以实现染料降解过程的监测，从sers光谱中可以获得具体详细的指纹信息，为后续研究提供了更加丰富的信息。

技术特征：

1.一种锰基/贵金属气凝胶的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述贵金属源包括金源和/或银源；优选的，所述贵金属源包括硝酸银和/或氯金酸；和/或，所述还原剂包括nabh4；

3.由权利要求1或2所述的制备方法制得的锰基/贵金属气凝胶；优选的，所述锰基/贵金属气凝胶中贵金属的含量为15～30wt％；优选的，所述锰基/贵金属气凝胶的比表面积为120m2g-1～150m2g-1；优选的，所述锰基/贵金属气凝胶所含孔洞的孔径为0.4cm3g-1～0.5cm3g-1，孔隙率范围为30％～50％。

4.权利要求3所述的锰基/贵金属气凝胶在降解染料分子、痕量检测染料分子或表面增强拉曼光谱中的应用；优选的，所述染料分子包括结晶紫、亚甲基蓝、孔雀石绿、罗丹明6g、罗丹明b中的任意一种或多种的组合。

5.一种催化降解染料分子的方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述过硫酸盐包括过一硫酸盐和/或过二硫酸盐；优选的，所述过一硫酸盐包括过一硫酸钾和/或过一硫酸钠；优选的，所述过二硫酸盐包括过二硫酸钾和/或过二硫酸钠；

7.一种表面增强拉曼光谱基底，其特征在于，所述表面增强拉曼光谱基底至少由权利要求3所述的锰基/贵金属气凝胶制得。

8.一种染料分子的痕量检测方法，其特征在于，包括：

9.一种监测染料分子降解过程的方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述过硫酸盐包括过一硫酸盐和/或过二硫酸盐；优选的，所述过一硫酸盐包括过一硫酸钾和/或过一硫酸钠；优选的，所述过二硫酸盐包括过二硫酸钾和/或过二硫酸钠；

技术总结本发明公开了一种锰基/贵金属气凝胶及其制备方法与应用。所述锰基/贵金属气凝胶的制备方法包括：使包含MnO<subgt;2</subgt;纳米片气凝胶、贵金属源和还原剂的混合反应体系于室温反应，之后经冷冻干燥处理，制得锰基/贵金属气凝胶。本发明中的锰基/贵金属气凝胶可以作为表面增强拉曼基底实现对染料分子的痕量检测，同时该锰基/贵金属气凝胶在过硫酸盐存在时又具有较好的高级氧化能力，其可以实现对染料分子的高效降解。技术研发人员：林海丹,刘迪,宋薇,郭家昌,孙东雪,杨代勇,李守学,司昌健,杨明,于群英,陈捷元,崔天城,矫立新受保护的技术使用者：国网吉林省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/10/17