【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建材制备，具体涉及mofs纳米酶及其制备与应用、水泥基材料及固碳养护。
技术介绍
1、目前我国总碳排放量高，“双碳”目标的实现面临着巨大的压力。水泥作为世界上用量最大的建筑材料，在生产以及使用过程中会排放大量的co2，给“双碳”工作带来巨大的压力。目前采用的水泥碳减排工艺能够有效减少水泥生成和使用过程中的co2排放量，对实现“碳达峰”目标效果显著，但对实现“碳中和”的目标仍任重道远。将排放出来的co2重新吸收利用是实现“碳中和”目标的重要手段之一。水泥基材料的碱性环境与co2有着良好的相容性，可以作为co2矿物封存的良好介质，因此利用水泥基材料对co2进行碳封存是促进“双碳”工作稳步推进的重要手段之一。通过对水泥基材料进行固碳养护，可以有效促进水泥基材料进行碳封存。
2、水泥基材料的固碳养护是将co2通入到水泥基材料的养护阶段，使水泥基材料处于一定压力的co2气氛下固化，获得快速硬化的能力，同时吸收和固化co2。作为一种矿物封存的技术，固碳养护能在水泥的使用阶段吸收固化co2，抵消生产阶段排放的co2，从而降低水泥这一产品整个生命周期的碳排放，是一种水泥低碳应用的新思路。
3、现阶段普通水泥基材料的常压固碳养护存在着以下技术问题：固碳速率慢，且固碳量有限。为了提高固碳效率通常使用高纯度、高压力co2气氛对水泥基材料进行养护，碳化条件要求高。此外，所形成的固碳产物少以至于固碳产物对水泥基材料微观结构及力学性能的改善与提升程度有限。
技术实现思路
2、本专利技术的目的通过如下技术方案实现
3、一种基于mofs纳米酶水泥基材料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将含锌化合物以及2-甲基咪唑分别加入水中，搅拌至溶解后互相混合，之后加入曲拉通x-100得到前置溶液；
5、(2)将锌盐、组氨酸加入到预热的甘油中，得到纳米酶；
6、(3)将前置溶液与纳米酶混合后避光反应，陈化、超声分散后离心并冷冻干燥，获得不同粒径的mofs纳米酶。
7、进一步地，步骤(1)中，所述含锌化合物为二水醋酸锌或六水硝酸锌中的一种以上，所述含锌化合物的用量为0.1-0.5m，所述2-甲基咪唑的用量为1-3m。
8、进一步地，步骤(1)中，曲拉通x-100的用量为0.5mm-4mm。
9、进一步地，步骤(2)中，步骤(2)中，所述纳米酶为人工合成的碳酸酐酶；所述甘油预热至60-80℃；所述锌盐、组氨酸、甘油摩尔比为1：3-6：18-24；所述锌盐为无水氯化锌或无水硫酸锌中的一种以上；所述纳米酶的用量为3ml-10ml。
10、进一步地，步骤(3)中，所述避光反应的时间为24-48h；所述超声分散的时间为30-60min；离心速度为5000-12000r/min，离心时间为30min；冷冻干燥后得到的产品仔细研磨成粉末状。
11、以上任一项所述的一种mofs纳米酶的制备方法制备得到的一种mofs纳米酶，所述mofs纳米酶的有效组分为zif-8以及纳米酶，mofs纳米酶的活性中心为二价锌，mofs纳米酶的粒径为100-2000nm。
12、上述的一种mofs纳米酶应用于加速水泥基材料强度发展与转化二氧化碳气体为固体封存。
13、一种基于mofs纳米酶水泥基材料的制备方法，包括如下步骤：
14、将上述的mofs纳米酶掺入到标准水泥净浆或标准水泥砂浆中成型，获得一种基于mofs纳米酶水泥基材料。
15、进一步地，所述基于mofs纳米酶水泥基材料中mofs纳米酶的掺入量为水泥熟料质量的0.01-0.1％。
16、一种基于mofs纳米酶水泥基材料，包括上述的mofs纳米酶和标准水泥净浆或标准水泥砂浆。
17、进一步地，步骤(4)所述一种基于mofs纳米酶水泥基材料中mofs纳米酶的掺入量为水泥熟料质量的0.01-0.1％。
18、进一步地，所述mofs纳米酶可以提高一种基于mofs纳米酶水泥基材料吸收与固定co2的能力。
19、由于mofs纳米酶的掺入，一种基于mofs纳米酶水泥基材料具有自修复能力。当一种基于mofs纳米酶水泥基材料表面出现裂纹时，可以使得一种基于mofs纳米酶水泥基材料实现自修复。其作用机理是mofs纳米酶催化空气中的二氧化碳水合，产生碳酸根离子；碳酸根离子与水泥基材料中氢氧化钙反应，结合生成碳酸钙沉淀，从而实现一种基于mofs纳米酶水泥基材料的自修复过程。
20、一种基于mofs纳米酶水泥基材料的固碳养护方法，包括以下步骤，将上述的一种基于mofs纳米酶水泥基材料进行固碳养护，得到一种基于mofs纳米酶增强水泥基材料；所述固碳养护是将水泥基材料放在co2气氛中养护。
21、进一步地，co2气氛的压力为0.1-0.4mpa，固碳养护温度为20±2℃，固碳养护时间为1-7d。
22、本专利技术还提供以上任一项所述的固碳养护方法得到的一种基于mofs纳米酶增强水泥基材料。
23、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：
24、mofs材料作为一种有机金属框架，具有多孔性和比表面积大等特性，这些特性使其具有优秀的吸附能力；纳米酶以及mofs材料具有zn-n的活性位点，该位点上的zn是不饱和金属位点，能够与co2，h2o结合形成zn-hco3-，从而提高其吸附co2的能力。本专利技术通过将纳米酶负载进mofs材料中制备出mofs纳米酶，大大提高了该材料的co2吸收能力。同时将该种材料掺入水泥基材料中不仅能提高水泥基材料吸收co2的能力，水泥基材料中的碱性环境能够保证其富含的ca2+与zn-hco3-结合形成大量的caco3，起到降低孔隙率，提高强度的作用。
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1.一种MOFs纳米酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种MOFs纳米酶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含锌化合物为二水醋酸锌或六水硝酸锌中的一种以上，所述含锌化合物的用量为0.1-0.5M，所述2-甲基咪唑的用量为1-3M；步骤(1)中，所述曲拉通X-100的用量为0.5mM-4mM。
3.根据权利要求1所述的一种MOFs纳米酶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述纳米酶为人工合成的碳酸酐酶；所述甘油预热至60-80℃；所述锌盐、组氨酸、甘油摩尔比为1：3-6：18-24；所述锌盐为无水氯化锌、无水硫酸锌中的一种以上；所述纳米酶的用量为3ml-10ml；步骤(3)中，所述避光反应的时间为24-48h；所述超声分散的时间为30-60min；所述离心的速度为5000-12000r/min，离心的时间为30min。
4.权利要求1-3任一项所述的一种MOFs纳米酶的制备方法制备得到的一种MOFs纳米酶，其特征在于，所述MOFs纳米酶的有效组分为ZIF-8以及纳米酶，MOFs纳米酶的活性中心为二价锌，MO
5.权利要求4所述的一种MOFs纳米酶应用于加速水泥基材料强度发展与转化二氧化碳气体为固体封存。
6.一种基于MOFs纳米酶水泥基材料，其特征在于，包括权利要求4所述的MOFs纳米酶和标准水泥净浆或标准水泥砂浆。
7.根据权利要求6所述的一种基于MOFs纳米酶水泥基材料，其特征在于，所述一种基于MOFs纳米酶水泥基材料中MOFs纳米酶的掺入量为水泥熟料质量的0.01-0.1％；所述MOFs纳米酶可以提高一种基于MOFs纳米酶水泥基材料吸收与固定CO2的能力。
8.一种基于MOFs纳米酶水泥基材料的固碳养护方法，其特征在于，包括以下步骤，将权利要求6所述的一种基于MOFs纳米酶水泥基材料进行固碳养护，得到一种基于MOFs纳米酶增强水泥基材料；所述固碳养护是将水泥基材料放在CO2气氛中养护。
9.根据权利要求8所述的一种基于MOFs纳米酶水泥基材料的固碳养护方法，其特征在于，所述固碳养护的CO2气氛的压力为0.1-0.4MPa，固碳养护的温度为20±2℃，固碳养护的时间为1-7d。
10.权利要求8-9任一项所述的一种基于MOFs纳米酶增强水泥基材料的制备方法制备得到的一种基于MOFs纳米酶增强水泥基材料。
...【技术特征摘要】
1.一种mofs纳米酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种mofs纳米酶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含锌化合物为二水醋酸锌或六水硝酸锌中的一种以上，所述含锌化合物的用量为0.1-0.5m，所述2-甲基咪唑的用量为1-3m；步骤(1)中，所述曲拉通x-100的用量为0.5mm-4mm。
3.根据权利要求1所述的一种mofs纳米酶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述纳米酶为人工合成的碳酸酐酶；所述甘油预热至60-80℃；所述锌盐、组氨酸、甘油摩尔比为1：3-6：18-24；所述锌盐为无水氯化锌、无水硫酸锌中的一种以上；所述纳米酶的用量为3ml-10ml；步骤(3)中，所述避光反应的时间为24-48h；所述超声分散的时间为30-60min；所述离心的速度为5000-12000r/min，离心的时间为30min。
4.权利要求1-3任一项所述的一种mofs纳米酶的制备方法制备得到的一种mofs纳米酶，其特征在于，所述mofs纳米酶的有效组分为zif-8以及纳米酶，mofs纳米酶的活性中心为二价锌，mofs纳米酶的粒径为100-2000nm。
5.权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩良，郑家朝，朱舸成，胡捷，李方贤，韦江雄，余其俊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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