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微型马达是由特定工艺制备而成的微观器件,能借助其他形式的能量在多种流体介质中实现自主运动,并执行复杂的任务。近年来,微型马达发展迅速,引起了国内外学者的广泛关注。目前,微型马达多是通过微米级的气泡推进机制实现驱动,产生气泡的催化剂包括Pt,Ag和过氧化氢酶等。但是贵金属颗粒价格昂贵,而酶催化剂(过氧化氢酶)容易失活,极大限制了微型马达的实际应用。因此,如何采用简单且低成本的方法批量制备催化驱动微型马达仍是面临的重大挑战之一。为此,本论文主要开展以下工作:1.基于木棉纤维(Kapok Fiber,简写KF)为生物模板制备具有管状结构的气泡驱动微型马达(KF@Mn O2)。该方法制备过程简单,可实现大规模生产且成本低。由于KF本征结构特征,可以通过改变浸入时间控制内外管壁负载Mn O2的量(或厚度)。获得的KF@Mn O2微型马达可实现高效运动,最高速度达到6体长/秒(615μm/s)。通过负载磁铁矿纳米颗粒(Fe3O4NPs)可实现微型马达的可控运动。2.基于松花粉(Pine Pollen,简写PP)为生物模板制备具有三腔结构的气泡驱动微型马达(PP@Mn O2)。利用油酸中的C=C还原KMn O4实现Mn O2在松花粉表面的负载,制备过程简单,易于操作。Mn O2的量(或厚度)可通过改变KMn O4的浓度控制。微型马达可实现自推进,且运动方取决于Mn O2的量(或厚度)和松花粉的结构。PP@Mn O2微型马达可有效地吸附废水中的有机染料,在30 min内对甲基蓝(MB)的降解率达到97.5%,且吸附过程符合准二阶动力学方程,以化学吸附为主。3.基于酵母菌(Yeast)为生物模板制备具有球状结构的气泡驱动微型马达(Yeast@Mn O2)。负载Mn O2的量(或厚度)可通过改变KMn O4的浓度来控制。Yeast@Mn O2微型马达可实现自驱动,运动速度与负载Mn O2的量有关。Yeast@Mn O2微型马达可高效地吸附废水中的六价铬[Cr(Ⅵ)],去除率在20 min内就达到97.3%,其吸附过程符合准二阶动力学方程。综上,本文提出了一种简单易操作且低成本批量制备催化驱动微型马达的方法,所得微型马达对有机染料及重金属离子具有高效的降解率,以上结果为拓展基于Mn O2催化驱动微型马达在环境污水处理领域的应用奠定理论基础。