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摘 要

：二氧化锰纳米片是一种新兴的纳米材料，具有较强的荧光淬灭能力、氧化能力、DNA吸附能力以及低毒性等特点，由于这些优越的性能，使其在生物医学、目标检测等方面具有广泛的应用。本文在对传统二氧化锰纳米片的制备加以改进，采用典型工艺制备二氧化锰纳米片，为验证二氧化锰纳米片的纯度与性能，本文还利用其对双氧水进行了检测。实验表明，所制备的二氧化锰纳米片具有较高的纯度、较理想的检测效果。

关键词：新兴材料；二氧化锰纳米片；双氧水检

Abstract: MnO₂ nanomaterials are an emerging material with strong fluorescence display, oxidizing power, DNA absorption capacity and low toxicity. Due to these superior properties, it has a wide range of applications in biomedical and target detection. In this paper, the preparation of traditional manganese dioxide nanosheets was improved, and manganese dioxide nanosheets were prepared by a typical process. To verify the purity of MnO₂ nanosheets, hydrogen peroxide was also tested. Experiments show that the MnO₂ nanosheets prepared in this paper have higher purity and better effect.

Key words: emerging materials; manganese dioxide nanosheets; hydrogen peroxide;

目录

第一章 绪论 5

1.1二氧化锰 5

1.1.1 二氧化锰纳米片的结构 5

1.1.2 二氧化锰纳米片的制备方法 5

1.1.3二氧化锰纳米片的应用 6

1.2双氧水 6

1.2.1双氧水性质与应用 6

1.2.2双氧水的检测方法 7

第二章 实验部分 7

2.1实验原理 7

2.2实验试剂与仪器 7

2.3实验过程 7

2.3.1二氧化锰纳米片的制备 8

2.3.2双氧水检测 8

2.4实验表征 8

2.4.1二氧化锰纳米片的表征 8

2.4.2 双氧水检测结果 9

第三章 实验总结与讨论 11

参考文献 12

致谢 13

第一章 绪论

1.1二氧化锰

1.1.1 二氧化锰纳米片的结构

二氧化锰是一种金属氧化物，存在着多晶体结构。它们的机构都比较复杂，都是由八面体基本结构单元姐成，该八面体单元由一个锰原子和六个氧原子配位而成，其通过不同的链接方式会形成不同的晶体结构^[1]。(参考图例)

图1.二氧化锰的晶体结构^[1]

1.1.2 二氧化锰纳米片的制备方法

制造二氧化锰的方法多种多样。选取不一样的研制方法，所得到的二氧化锰材料的形态和性能也不尽相同。现阶段比较成熟的制备二氧化锰材料的方法主要有水热反应、液相沉淀、电化学沉淀、熔盐法以及溶胶凝胶法等^[3]。其中，较多的方法是利用氧化还原反应，即使用还原剂还原含有高价锰离子的化合物，得到二氧化锰晶体材料，如水热反应、液相沉淀以及熔盐法大多都是利用氧化还原反应来制备二氧化锰晶体材料的^[2]。同样的制备工艺，在不同的反应条件下，所得到的二氧化锰材料也是不同的。液相沉淀法所得到的二氧化锰材料主要是α型的MnO₂^[3]使用熔盐法制备的二氧化锰材料会受反应温度的影响，当反应温度为400到500度时，制得的二氧化锰是α型二氧化锰和γ型二氧化锰的混合相，当反应温度为300度就会得到无定形态的MnO₂材料^[9]。溶胶凝胶法制备二氧化锰主要分成两步，第一步是制得反应前驱体，第二步是将其在高温下进行煅烧除杂，例如使用醋酸锰和柠檬酸 80度下发生反应得可以到水凝胶，然后再通过在空气中高温加热水凝胶去除其中的氢和氧，就能够得到二氧化锰晶体，常用的还原剂还有：无水乙醇，硫酸锰，醋酸锰等。电化学沉淀法主要可分成两类，一种是通过氧化低价的锰离子，主要是 Mn² ，得到二氧化锰材料，另一种是通过还原高价的锰离子，主要有 MnO₄ ，来得到二氧化锰材料^[3]。

1.1.3二氧化锰纳米片的应用

二维纳米材料，是一类新兴的材料，具有超薄厚度的平面结构和二维形态的独特性质，如具有超大的比表面积、特定的物化性质、容易修饰等优点，在生物医学领域极具前景^[4]。其中二氧化锰纳米材料是一种具有低成本、低毒性、强荧光淬灭能力、制备简单，并可被还原性物质降解等特点的二维纳米材料，在分析检测、细胞成像、肿瘤治疗等方面具有广泛的应用，为疾病诊断和治疗提供新的契机^[7]。二氧化锰纳米材料在200到600 nm范围内具有广泛的吸收峰，其吸收的光谱与一些荧光物质的发射光谱相重叠，所以能与它们发生荧光共振能量转移效应而淬灭物质的荧光^[8]。它还具有较强的氧化能力可以与一些还原性物质发生氧化还原反应而快速降解，而且二氧化锰纳米材料对单链DNA具有很强的吸附能力。^[6]

1.2双氧水

1.2.1双氧水性质与应用

双氧水(30%)：纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可任意比例与水混溶，是一种强氧化剂，水溶液俗称双氧水，为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会缓慢分解成水和氧气，但分解速度极其慢，加快其反应速度的办法是加入催化剂二氧化锰等或用短波射线照射。

其它试剂还包括马林乙磺酸、甲醇、超纯水等^[10]。

^]

图2.实验时双氧水的参考图例^[10]

1.2.2双氧水的检测方法

双氧水的常用检测方法有滴定法，光谱法，化学发光发，色谱法，电化学方法等。本文使用新型的简单，无标记，高灵敏度和选择性比色测定法，用于使用MnO₂纳米片进行双氧水检测，该测定基于在双氧水存在下MnO₂纳米片的快速分解，所以可以用二氧化锰纳米片检测双氧水^[10]。

第二章 实验部分

2.1实验原理

基于在双氧水存在下MnO₂纳米片的快速分解，其导致显着的黄褐色褪色并且在376 nm处具有明显的吸光度降低。

图3.实验原理图

2.2实验试剂与仪器

实验试剂：高锰酸钾溶液，CTAB，MES缓冲溶液，去离子水和乙醇

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