一種具有過氧化氫酶催化特性的CDs-Pt納米材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提出一種具有過氧化氫酶催化特性CDs-Pt納米材料，屬于催化材料和模擬酶研宄領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，天然酶在醫(yī)藥、化工、食品處理以及工業(yè)領(lǐng)域都有重要的實際應(yīng)用。作為生物催化劑，酶具有高效、作用條件溫和、催化作用選擇性高等顯著的優(yōu)點。然而大多數(shù)酶自身組成為蛋白質(zhì)，因此易受外界環(huán)境(如溫度、pH)的影響而變性失活，同時制備和純化酶的工藝繁復(fù)，且成本高，這些因素都限制了其使用范圍。為了克服天然酶的上述缺點，研宄人員一直在尋找既具有相似的催化活動又能耐環(huán)境影響的物質(zhì)，他們稱為人工模擬酶.而具有天然酶類似物催化性質(zhì)的催化劑不僅能克服天然酶的不足，而且還有更廣泛的應(yīng)用。
[0003]納米催化劑有獨特的尺寸、形貌、結(jié)構(gòu)等物理及化學(xué)性質(zhì)，因此也被模擬酶這個領(lǐng)域所關(guān)注。而量子點由于尺寸限域引起的尺寸效應(yīng)、量子限域效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和表面效應(yīng)等獨特的性質(zhì)更是受到人們的廣泛關(guān)注。近些年來，一系列過渡金屬氧化物(納米Co3O4，納米Fe3O4，納米CeO2)、石墨稀、貴金屬及其復(fù)合物等催化劑已經(jīng)被開發(fā)出來，并且在催化氧化及實際應(yīng)用上都取得了很好的效果。復(fù)合材料特別是金屬-非金屬復(fù)合材料在催化等領(lǐng)域顯示了較好的前景，然而碳點和金屬復(fù)合材料用作模擬酶的研宄卻很少見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高效的復(fù)合納米材料，并應(yīng)用于過氧化氫酶反應(yīng)，提高納米材料在模擬酶領(lǐng)域中的應(yīng)用價值。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005](I)⑶s-Pt的制備方法:將1.1g抗環(huán)血酸溶解在25mL的超純水中，攪拌30min，取25mL無水乙醇滴加入上述溶液，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，180°C下水熱4h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到深棕色溶液；用二氯甲烷萃取該溶液后，將得到的水相溶液透析兩天，得到的黃色透明溶液即為碳點溶液；將一定量的氯鉑酸和硼氫化鈉依次加入50mL碳點溶液中，磁力攪拌48h，所得樣品標(biāo)記為⑶s-Pt ；
[0006](2)過氧化酶反應(yīng):將合成的納米催化劑加入含有底物的酸性緩沖液中，同時加入一定量的過氧化氫，充分振蕩或攪拌，氧化底物；
[0007](3)在過氧化氫催化氧化反應(yīng)過程中，反應(yīng)體系的pH在酸性范圍內(nèi)、反應(yīng)溫度在2-50 0C下可達(dá)到較好的催化效果。
[0008]本發(fā)明的顯著特點:
[0009](I)CDs-Pt納米材料利用貴金屬鉑來修飾碳量子點，大大提升了其催化性能，在過氧化氫酶的反應(yīng)中有很好的催化效果。
[0010](2)⑶S-Pt納米材料合成方法簡單，合成過程無毒無污染。
[0011](3) CDs-Pt納米材料尺寸較小，在反應(yīng)體系中分散性較好，有利于提高催化劑與底物的接觸，因此在反應(yīng)過程中加入較少量即可得到較好的催化效果。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例1所得產(chǎn)品的TEM照片；
[0013]圖2為實施例1所得產(chǎn)品的紫外光譜圖；
[0014]圖3為實施例2中不同產(chǎn)品氧化TMB的結(jié)果圖；
[0015]圖4為實施例3中不同原料比得到的產(chǎn)品氧化TMB的結(jié)果圖；
[0016]圖5為實施例4中TMB氧化產(chǎn)物的吸光度隨不同雙氧水濃度的變化曲線；
[0017]圖6為實施例5中TMB氧化產(chǎn)物的吸光度隨不同催化劑劑量㈧和pH⑶的變化曲線。
【具體實施方式】
[0018]為了更具體的說明本發(fā)明的方法，下面給出本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明的應(yīng)用不限于此。
[0019]實施例1
[0020]將1.1g抗環(huán)血酸溶解在25mL的超純水中，攪拌30min，取25mL無水乙醇滴加入上述溶液，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，180°C下水熱4h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到深棕色溶液。用二氯甲烷萃取改溶液后，將得到的水相溶液透析兩天。最后，得到的黃色透明溶液即為碳點溶液。將一定量的氯鉑酸和硼氫化鈉依次加入50mL碳點溶液中，磁力攪拌48h，所得樣品標(biāo)記為⑶s-Pt。同樣的制備方法下，不加入碳點溶液得到的樣品標(biāo)記為Pt。
[0021]實施例2
[0022]在4mL含TMB初始濃度為0.25mM的pH = 4的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液反應(yīng)體系中，雙氧水濃度為50mM，加入不同樣品CDs (a)，Pt (b)及CDs-Pt (c)，充分震蕩，在20 °C下反應(yīng)1min。紫外掃描結(jié)果如圖3所示。
[0023]圖3中表明⑶S-Pt納米材料的催化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于⑶s和Pt。
[0024]實施例3
[0025]合成CDs-Pt過程中調(diào)控不同原料質(zhì)量比(H2PtCl6/CDs)為(a) 0: 1，(b) 1: 1，(c) 2:1，(d) 4: 1，(e) 6:1。在ImL的pH為4的緩沖溶液中加入ImL ImM的TMB溶液和雙氧水溶液，雙氧水濃度為50mM，添加相同劑量的不同原料比的催化劑，稀釋到4mL，充分振蕩搖勻，分別在20°C下反應(yīng)lOmin。結(jié)果如圖4所示。
[0026]圖4中表明在H2PtCl6ZtDs的質(zhì)量比為2:1時，催化劑的催化活性最高。
[0027]實施例4
[0028]在ImL的pH為4的緩沖溶液中加入ImL ImM的TMB溶液和催化劑，催化劑濃度為
0.045mg/mL，加入不同濃度的雙氧水溶液，濃度分別為10mM、25mM、50mM、175mM、10mM,反應(yīng)體系總體積為4mL，充分振蕩后在20°C下反應(yīng)lOmin。結(jié)果如圖5所示。
[0029]圖5中表明在其他條件相同的情況下，在一定的范圍內(nèi)，雙氧水濃度越高，催化效果越顯著。
[0030]實施例5
[0031]在ImL的pH為4的緩沖溶液中加入2mL ImM的TMB溶液，添加不同劑量的OTs-Pt納米材料，濃度分別為 0.01mg/mL、0.03mg/mL、0.045mg/mL、0.07mg/mL、0.09mg/mL,反應(yīng)體系總體積為4mL，充分振蕩后在20°C下反應(yīng)lOmin。結(jié)果如圖6(A)所示。
[0032]在4mL含TMB初始濃度為0.25mM的反應(yīng)體系中，加入不同pH的緩沖溶液，pH分別為2、4、6、8，添加相同劑量的⑶s-Pt納米材料，充分震蕩，在20°C下反應(yīng)lOmin。紫外掃描結(jié)果如圖6(B)所示。
[0033]圖6中表明在相同的反應(yīng)條件下催化劑最佳反應(yīng)濃度在0.045mg/mL，在酸性條件下催化劑有更好的催化活性。
【主權(quán)項】
1.一種具有過氧化氫酶催化特性CDS-Pt納米材料，其特征是用貴金屬Pt來修飾碳量子點(CDs)從而提高CDs的過氧化氫酶活性，具體步驟如下: (1)⑶s-Pt的制備方法:將1.1g抗環(huán)血酸溶解在25mL的超純水中，攪拌30min，取25mL無水乙醇滴加入上述溶液，攪拌30min，轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，180°C下水熱4h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到深棕色溶液；用二氯甲烷萃取改溶液后，將得到的水相溶液透析兩天，得到的黃色透明溶液即為碳點溶液；將一定量的氯鉑酸和硼氫化鈉依次加入50mL碳點溶液中，磁力攪拌48h，所得樣品標(biāo)記為⑶s-Pt ； (2)過氧化酶反應(yīng):將合成的納米催化劑加入含有底物的酸性緩沖液中，同時加入一定量的過氧化氫，充分振蕩或攪拌，氧化底物。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種具有過氧化氫酶催化特性的CDs-Pt納米材料，在以TMB為底物的醋酸緩沖溶液中CDs-Pt納米材料顯示了良好的類酶催化活性。本發(fā)明屬于催化材料和模擬酶研究領(lǐng)域，所得的CDs-Pt納米材料是貴金屬鉑來修飾碳量子點，具有合成步驟簡單，材料尺度小，在反應(yīng)體系中分散性好等特點，在雙氧水檢測、葡萄糖檢測等實際應(yīng)用中具有廣闊的前景。
【IPC分類】B01J23-42, B82Y30-00, B82Y40-00
【公開號】CN104549234
【申請?zhí)枴緾N201410759425
【發(fā)明人】董玉明, 張晶晶, 陸可鈺, 蔣平平, 王光麗, 趙輝
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月11日