非对称子弹形印迹纳米马达：动态识别与捕获增强铅离子选择性去除技术

本研究创新性地将自主纳米马达(JSNMs@IIPs)推进与分子印迹技术结合，通过不对称乳液模板法构建银纳米颗粒催化推进腔/离子印迹聚合物(IIPs)识别壳的Janus结构。在10.0 wt% H2O2驱动下实现23.1μm s?1自主运动，吸附动力学提升265%，Pb(II)最大吸附量达158.5 mg g?1（318 K），选择性系数(k)16.8-61.3，7次循环后容量保持率93%。

　　

Highlight

自驱动子弹形Janus纳米马达吸附剂(JSNMs@IIPs)通过不对称乳液模板法设计，将银纳米颗粒催化推进室与离子印迹聚合物识别壳集成于单颗粒体系。在10.0 wt% H₂O₂燃料驱动下，这些"纳米鱼雷"能以23.1μm/s速度自主巡航，比静态系统吸附速率提升265%，完美实现"运动中捕获"的铅离子清除策略。

Design of self-propelled JSNMs@IIPs

如图1所示，通过水包油(W/O)微乳液模板法精准构建子弹形中空二氧化硅纳米载体。巧妙利用界面选择性沉积技术，在颗粒空腔内部装饰银纳米催化剂(AgNPs)，形成微型"火箭推进器"；外部则通过原子转移自由基聚合(ATRP)嫁接Pb(II)印迹聚合物层，构建具有记忆效应的"分子识别装甲"。这种Janus结构使纳米马达兼具自主推进力(气泡反冲机制)与特异性识别能力。

Conclusions

本研究突破传统吸附剂被动传质限制，开创性地将纳米马达动力学优势与分子印迹特异性结合。XPS分析揭示Pb-N配位是吸附关键机制，而自主运动产生的微尺度涡流显著强化传质。该技术为复杂水体中痕量重金属去除提供了"动态精准捕手"新范式。

CRediT authorship contribution statement

刘金鑫：主笔撰写；王潘：实验执行；朱恒佳：资源支持；潘建明：论文指导与修订。

Declaration of competing interest

作者声明无利益冲突。

Acknowledgements

感谢国家自然科学基金(22408128等)、中科院青海盐湖所高层次人才项目(E260HX06)及青年交叉团队基金(ISLJCTD-2022-04)资助。