[发明专利]一种磷酸铜纳米球及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米功能材料技术领域，特别涉及一种磷酸铜纳米球及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类环保意识及社会可持续发展理念的增强，酶催化工艺作为一种绿色的合成技术已成为目前化学工业领域中研究和应用的热点。作为工业生物技术的核心，酶催化技术被誉为工业可持续发展最有希望的技术。生物催化和生物转化技术，将是我国生物化工行业实现生产方式变更，产品结构调整与清洁高效制造的有力保证。近年来，随着绿色化学的兴起，酶催化作为绿色化学的一个重要组成部分，成为现代生物学和化学交叉领域里最活跃的研究领域之一，许多酶催化工艺已经用于手性药物、农药等精细化学品的生产中，并且有稳步上升，快速发展的趋势。但是，由于天然酶对热和pH极为敏感，因此具有稳定性差、易变性失活、贮存困难、价格昂贵等缺点，从而限制了酶催化工艺的规模开发和利用。

在这一研究背景下，一类可以模拟天然酶的催化活性的物质——模拟酶，逐渐被人们开发。模拟酶是人工合成的仿酶催化剂，它具有类似酶的催化功能，但结构比天然酶简单，化学性质稳定，还有高效、高选择性和价廉易得等优点。模拟酶的研究不仅对生物化学有重要意义，而且对绿色化学的开发和社会可持续发展都有着重要的研究价值。

2007年之前，过氧化物模拟酶的研究主要聚焦于金属-有机配合物模拟酶，虽然这些人工模拟物的成本比天然酶有所下降，但是作为有机物，其热稳定性差、耐酸能力差、易失活的不足，与天然酶相比，并没有得到明显改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸铜纳米球的制备方法和应用。本发明提供的制备方法制备的磷酸铜纳米球能够作为过氧化物模拟酶，且热稳定性好，耐酸性好。

本发明提供了一种磷酸铜纳米球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将尿素和十二烷基硫酸钠溶于水中，得到混合溶液；

(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液与水溶性铜盐、磷酸和水混合后进行水热反应，得到磷酸铜纳米球。

优选的，所述步骤(1)中尿素的质量与步骤(1)和步骤(2)中水的总体积比为3～6g：100mL。

优选的，所述步骤(1)中十二烷基硫酸钠的质量与步骤(1)和步骤(2)中水的总体积比为0.05～0.5g：100mL。

优选的，所述步骤(2)中水溶性铜盐中的铜与磷酸的摩尔比为1:1。

优选的，所述步骤(2)中水溶性铜盐的物质的量与步骤(1)和步骤(2)中水的总体积比为0.5～1mmol：100mL。

优选的，所述步骤(2)中水热反应的温度为80～100℃，水热反应的pH值为3.0～7.0，水热反应的时间为1～4h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的磷酸铜纳米球，粒径为150～500nm。

优选的，所述磷酸铜纳米球的粒径为200～400nm。

本发明还提供了上述技术方案所述磷酸铜纳米球作为过氧化物模拟酶的应用。

优选的，所述磷酸铜纳米球作为过氧化物模拟酶催化水溶性导电聚3,4-乙撑二氧噻吩、聚吡咯或聚苯胺的合成。

本发明提供了一种磷酸铜纳米球及其制备方法和应用。本发明将尿素和十二烷基硫酸钠溶于水中，然后再将得到的混合溶液与水溶性铜盐、磷酸和水混合后，进行水热反应得到磷酸铜纳米球。本发明通过水溶性铜盐和磷酸在尿素和十二烷基硫酸钠的环境下水热反应制备得到磷酸铜纳米球，能够作为过氧化物模拟酶，且具有良好的热稳定性，耐酸性。实验结果表明，本发明提供的方法制备得到的磷酸铜纳米球粒径为150～500nm，在20～80℃的温度范围内和在pH值为2.2～4.0的酸性环境下都具有良好的催化活性。

附图说明

图1为实施例1中得到的磷酸铜纳米球的XRD图；

图2为实施例1中得到的磷酸铜纳米球的TEM图；

图3为实施例1中得到的磷酸铜纳米球的SEM图；

图4为实施例1中四甲基联苯胺(TMB)水溶液在不同条件下紫外-可见吸收光谱；

图5为实施例2～7中合成聚噻吩水分散液的紫外-可见吸收光谱图；

图6为实施例2和8～13中合成聚噻吩水分散液的紫外-可见吸收光谱图。

具体实施方式

本发明提供了一种磷酸铜纳米球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将尿素和十二烷基硫酸钠溶于水中，得到混合溶液；

(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液与水溶性铜盐、磷酸和水混合后进行水热反应，得到磷酸铜纳米球。