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哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
通过一种简单的方法开发具有多酶样活性的纳米材料（纳米酶）已经引起了人
们的极大研究兴趣。一般来说，酶的活性与其大小、表面状态、材料类型等密切相
关。片状氧化物纳米酶因结构优势而备受关注。本文以甲硫氨酸为模板采用一锅绿
色合成法成功合成二氧化锰纳米片（MnONFs）纳米酶，其具有模拟类氧化酶活
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性、过氧化氢酶活性、漆酶活性和超氧化物歧化酶活性。
首先，依据MnONFs类氧化酶活性有效去除三苯甲烷类染料，例如孔雀石绿
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（MG）、亮蓝（BB）、结晶紫（CV），MnONFs纳米酶克服天然酶缺点，实现高
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效降解。在12min内快速降解50mg/LMG，降解率为95.7%；50min将35mg/L
CBBG250降解，降解率为94.1%；14min将25mg/LCV降解率为96.3%。依据
MnONFs类漆酶活性可以对常见6种酚类和肾上腺素的进行定量检测。此外，在
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苛刻的pH、温度、NaCl溶液和醇溶液的环境中，纳米酶表现出比天然酶更高的稳
定性，并且在室温中储存20天依然具有86.5%活性。
然后，构建了基于MnONFs类漆酶活性的比色传感器阵列。MnONFs对不
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同酚类污染物具有不同的催化反应动力学性质，将阵列与主成分分析（PCA）相结
合，成功地区分了在水中不同浓度10种常见羟基酚和氯酚污染物。通过双盲实验
准确识别未知样本。对自来水、海水、湖水三种实际水体中鉴别检测酚类污染物结
果表明，该方法具有较高的实用价值。
最后，成功制备二氧化锰复合普鲁士蓝（MnO@PB）纳米酶，其具有类氧化
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酶活性、类氧化物酶活性、类过氧化氢酶活性、类漆酶活性和类超氧化物歧化酶活
性。MnO@PB具有高效的类过氧化物酶活性可以快速循环催化降解难降解染料亚
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甲基蓝（MB），在中性条件下，20℃，6min内快速降解50mg/LMB染料，降解
效率为98.4%。并且该纳米酶在经过6次循环后，催化降解效率保持在90%以上。
香烟烟雾中的高毒性活性氧（ROS），例如HO、O·−和·OH，对人体具有严重危
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害。MnO@PB可以有效去除香烟烟雾·OH，其类过氧化氢酶活性、类超氧化物歧
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化酶可以分别有效去除香烟烟雾中HO、O·−，将其转变成无害的HO和O。开
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发的MnO@PB纳米酶为卷烟滤嘴的改性提供了新的机遇，降低了香烟烟雾的毒
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性，扩大了锰基纳米酶的应用领域。
关键词：纳米酶；MnONFs；MnO@PB；酚类污染物检测；染料降解；ROS清除
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哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract
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