[发明专利]一种Au@NH2-MIL-125纳米酶催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种Au@NH₂‑MIL‑125纳米酶催化剂及其制备方法，属于纳米材料技术领域。通过浸渍、还原的方法将Au纳米粒子分散到NH₂‑MIL‑125上，制备得到Au@NH₂‑MIL‑125纳米酶催化剂。本发明使用的NH₂‑MIL‑125材料具有多级孔结构和大比表面积，对Au纳米粒子具有很好的稳定和分散作用。所述Au@NH₂‑MIL‑125纳米酶催化剂中，提供的Au@NH₂‑MIL‑125纳米酶催化剂颗粒小，粒径为200‑500nm圆形片状或多面体结构，有利于增加催化剂的活性位点，Au纳米粒子和NH₂‑MIL‑125具有协同催化作用，对多种底物表现出高效广谱的催化作用；本发明中所述Au@NH₂‑MIL‑125纳米酶催化剂的制备工艺方法简单，经济可行。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种Au@NH₂-MIL-125纳米酶催化剂及其制备方法。

背景技术

自然界一切生命现象都与酶有关。天然酶以蛋白质为主，是一类具有催化功能的生物分子，其催化特点是效率高、底物专一。然而，由于大多数天然酶都是蛋白质，遇到热、酸、碱等非生理条件，容易发生结构变化而失去催化活性。另外，天然酶在生物体内的含量很低，很难大量获得，故价格昂贵。为了提高酶的稳定性并降低成本，生物化学家一直在寻求通过全化学合成或半合成方法制备人工模拟酶，通常采用有机复合物，如环糊精、冠醚、卟啉等，并取得了一系列的研究进展。在纳米酶出现之前，模拟酶一般是指上述的化学酶。

金作为模拟酶催化剂，在生物传感，环境科学，生物医学和食品安全等多个领域有许多的应用，为了提高基于纳米材料的酶模拟物的催化活性，基于协同催化作用，具有两种组分的纳米复合材料的制备是有意义的目标。

发明内容

本发明提供了一种Au@NH₂-MIL-125纳米酶催化剂及其制备方法。

本发明的发明构思是：通过在具有独特性质的固体材料作为载体上负载高度分散的Au纳米粒子，载体不仅能用来稳定纳米金，同时还能与纳米金产生协同效应，提高复合材料的整体催化效果。本发明采用的载体NH₂-MIL-125是一种金属有机骨架材料，具有多孔性、高的比表面积和生物相容性。同时NH₂-MIL-125具有一定的孔道大小，从而可以实现金属纳米粒子Au的有限生长，从而产生单分散的金属Au纳米颗粒。

本发明具体采用如下技术方案，一种Au@NH₂-MIL-125纳米酶催化剂，Au纳米粒子高度分散到NH₂-MIL-125上，Au纳米粒子大小为5-50nm，质量含量为0.1-20％。所采用的NH₂-MIL-125形貌为圆形片状或者八面体，尺寸在200-500nm。

上述Au@NH₂-MIL-125纳米酶催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.NH₂-MIL-125的合成

将DMF和甲醇混合，然后在搅拌10-20分钟后加入2-氨基对苯二甲酸，然后加入钛酸四丁酯，2-氨基对苯二甲酸与钛酸四丁酯摩尔比为：4:1-5:1，再搅拌30分钟，将前体溶液转移到特氟隆衬里的不锈钢高压釜中，并在电炉中在150-160℃下加热72小时。反应后，通过离心收集产物并用甲醇洗涤数次，然后将样品在105℃下干燥过夜。为了实现样品活化，将合成后的固体在空气中在200℃下加热12小时。

S2.Au@NH₂-MIL-125的合成