银作为一种具有良好导电性、抗菌性和化学稳定性的贵金属[1]，广泛应用于电子设备、电镀[2]、光伏产业[3]、生物医学仪器[4]和催化剂[5]等领域，由此产生了大量含Ag+的废水，若不进行适当处理，将危害自然环境和生物安全。据报道，即使在高浓度下，含Ag+的废水也会对水生生物产生毒性作用并抑制植物生长[6]。然而，从另一个角度来看，通过有效的吸附和回收策略（如电化学沉积[7]、生物吸附[8]、溶剂萃取[9]和离子交换[10]），银也可以成为宝贵的资源。考虑到银回收后的解吸过程可能消耗能量并产生二次污染，开发能够在从废水中吸附和回收Ag+后直接转化为Ag(0)功能材料的IEX是非常有意义的。
离子交换树脂（IEX）通常由交联聚合物球体制成，具备高效的离子交换能力和可修饰性，广泛用于从水中去除各种阳离子和阴离子。宋等人将聚多巴胺涂覆在带电聚苯乙烯树脂表面，实现了从废水中高效吸附和回收Ag+[10]。所得的含Ag(0)复合材料表现出催化4-硝基苯酚还原为4-氨基苯酚的能力。与传统催化剂相比，自驱动微马达能够将环境中的能量（声音[11]、热量[12]、光[13]、磁场[14]和化学反应[15]）转化为运动和动力，在环境修复研究（如有机污染物的催化降解或转化[16]、[17]、[18]）中备受关注。特别是银在自驱动微马达中的应用非常广泛，其中自扩散泳动、自电泳和气泡推进被认为是银基微马达的主要推进机制。研究证明，通过分解H2O2生成氧气气泡实现自驱动的银基微马达在环境修复中具有优势[18]、[20]。微马达的运动过程中，H2O2被分解为氧气并释放自由基，这些自由基对有机污染物的降解非常有效。此外，与传统的静态催化剂相比，气泡推进微马达无需外部机械搅拌即可显著增强传质效率，从而促进催化降解反应。例如，Singh及其团队制备了银交换的分子筛微马达，利用Ag0和Ag+实现了化学战剂的有效降解并增强了抗菌活性[21]。Chu等人借助微流控设备将Fe3O4@Ag纳米颗粒和其他功能材料嵌入到不对称聚合物微球中，相应的气泡推进微马达在协同环境修复方面表现出优异性能[22]、[23]。虽然设计制造银基微马达的工艺较为复杂，但通过从废水中回收Ag将离子交换树脂转化为自驱动微马达是一种简单且成本较低的策略。然而，已知气泡推进微马达的有效运动需要不对称结构或相对粗糙的表面[24]，而这排除了大多数商用离子交换树脂的应用。为了合成具有独特结构的聚合物微材料，人们广泛研究了使用微流控仪器[25]、[26]、模板[27]或复杂的乳液聚合技术[28]，但这些方法通常存在产率低、设备复杂和聚合过程耗时等局限性。因此，方便地制备能够有效吸附和回收废水中Ag+并进一步将其转化为自驱动银基微马达的离子交换树脂仍然是一个挑战。
在本研究中，我们通过精心合成的PDA涂层聚苯乙烯阳离子交换树脂（IEXPDA）实现了对水中银的高效回收，并进一步将其转化为自驱动的银催化微马达（见方案1）。首先采用无皂乳液聚合技术合成了表面粗糙且支化的Poly St-co-AMPS（PSA）微球，通过调节油水比例和亲水性单体（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，AMPS）的浓度可以方便地控制微球的粒径分布。随后通过磺化和PDA涂层处理，提高了这些微球对水中Ag+的吸附和还原能力。已知PDA中的足够多酚基团可以有效将Ag+离子还原为金属银，这与前述制备的吸附型IEX具有很好的结合效果[29]。我们对IEXPDA对Ag+的吸附能力、吸附动力学和还原机制进行了量化研究。结果显示，IEXPDA微马达在较低燃料浓度（H2O2浓度0.5%至4%）下仍能高效移动，并且对四环素（TC）的降解具有有效的催化性能。最后，降解过程中渗出的Ag+也能被IEXPDA有效处理，从而避免二次金属污染。我们预计，这种基于银回收和可持续利用的策略将为微马达的制备及废水处理提供新的途径。
