[发明专利]具有双重模拟酶性质的CeO2-x/MXene复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种同时具有双重模拟酶性质的CeO_2‑x/MXene复合材料及其制备方法和应用，该复合材料Ce³⁺的含量大于35％，且氧空位的含量大于45％；优选为Ce3+的含量为35％‑45％，氧空位的含量45％‑55％，在H₂O₂、KBr的作用下，表现出很强的抗菌活性，且该制备方法与传统的水热法相比，不仅加热搅拌的方式简单，而且制备得到的复合材料提供了更多的Ce³⁺的位点，表现出更强的卤过氧化物模拟酶的性质。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体地，涉及一种具有双重模拟酶性质的CeO_2-x/MXene复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

由细菌引起的感染己经成为了影响人类健康的威胁之一。抗生素的出现极大地抑制了细菌的生长，然而，细菌对抗生素的耐药性成为了日益突出的问题。研究发现，纳米酶在催化过程中产生的活性氧(ROS)作用于细胞膜，可以很好的杀死细菌，成为一类理想的抗菌材料。其中，卤过氧化物模拟酶能够在H₂O₂的作用下，将卤素离子X^-(Cl^-、Br^-)催化氧化成相应的次卤酸(HOX)。生成的HOX具有很高的氧化性，通过氧化生物膜，从而达到杀死细菌的目的。

人工模拟酶是一种具有酶催化性能的纳米材料。与天然酶相比，人工模拟酶具有高稳定性、高催化活性、易于制备等优点。目前，已经有许多纳米材料被证明具有模拟酶的性质。比如：金属有机框架、金属氧化物、碳纳米材料等。其中，CeO_2-x由于具有氧化物模拟酶、过氧化物模拟酶、卤过氧化物模拟酶等多种性质，被广泛深入的研究。MXene是一种二维过渡金属碳化物或氮化物。具有较大的比表面积，良好的金属导电性，较好的生物相容性，被广泛的应用于生物、医药、环境等领域。由于MXene可以提供较大的比表面积，以MXene为基底的复合材料成为近期研究的热点。

因此，有很好的抗菌效果的具有酶催化性能的纳米材料是值得研究的。

发明内容

本发明的目的提供是一种具有双重模拟酶性质的CeO_2-x/MXene复合材料及其制备方法和应用，该CeO_2-x/MXene复合材料Ce³⁺的含量大于35％，且氧空位的含量大于45％，同时具有氧化物模拟酶和卤过氧化物模拟酶性质，并在H₂O₂、KBr的作用下，表现出很强的抗菌活性，因为拥有更多的Ce³⁺的位点，表现出更强的卤过氧化物模拟酶的性质。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有双重模拟酶性质的CeO_2-x/MXene复合材料，该复合材料Ce³⁺的含量大于35％，且氧空位的含量大于45％；

优选为Ce³⁺的含量为35％-45％，氧空位的含量45％-55％。

本发明还提供了一种上述CeO_2-x/MXene复合材料的制备方法，该方法包括：

1)将前驱体分散于第一溶剂中，得到第一溶液，将Ce盐溶于第二溶剂中，得到第二溶液，将pH调节剂溶于第三溶剂中，得到第三溶液；

2)先将第一溶液与第二溶液混合进行第一反应，再加入第三溶液进行第二反应，第一离心过滤，第一洗涤，第一干燥，得到固体产物即为CeO_2-x/MXene复合材料；

其中，步骤1)中所述前驱体为MXene。

本发明进一步提供了一种上述CeO_2-x/MXene复合材料在抗菌中的应用，该应用包括以下步骤：