卟啉酞菁功能化的無機納米復合體的制備及作為過氧化物酶模擬酶的應用研究.pdf

1、伴隨著磁性納米粒子四氧化三鐵被發(fā)現具有過氧化物酶模擬酶的特性以來，諸如CoFe2O4、 Fe2O3、FeS等磁性納米粒子、金屬納米粒子、二氧化鈰納米粒子、納米氧化銅、納米氧化錳、納米氧化鋅等納米微粒模擬酶的相關研究工作也相繼展開，這些納米材料模擬酶有效克服了自然酶本身的缺陷，使其應用范圍更加廣泛。
　　自從人們認識到卟啉及卟啉衍生物在生命歷程的重要性之后，其結構，功能及性質引起了人們濃厚的研究興趣。卟啉及其衍生物是大環(huán)有機分子，具

2、有共軛電子結構。共軛分子體系被認為是構筑分子自組裝功能納米分子器件最有應用潛能的分子體系，而且卟啉及卟啉衍生物在化學、生命科學、和醫(yī)學等不同領域的各個方面具有十分廣泛的應用前景。本論文選取帶有羧基的卟啉和酞菁分子作為功能分子，制備了卟啉、酞菁功能化的無機納米復合材料，研究了該復合材料的過氧化物酶模擬酶性質，并將所得的納米復合材料用于過氧化氫及葡萄糖的檢測。本論文的研究工作主要集中在以下幾個方面:
　　1.卟啉功能化的CeO2納米棒

3、的兩步法制備、表征及應用首先，Ce(NO3)3溶液跟過氧化氫在250℃下水熱法反應3h，冷卻后，將反應所得的沉淀洗滌干燥收集。然后，稱取一定量的卟啉，堿性條件下溶解，將卟啉溶液與上步中的納米材料溶液混合、超聲、過濾、洗滌、干燥。利用TEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-vis等技術手段對納米材料的形貌、物相、尺寸及固體樣品的元素價態(tài)及卟啉酞菁與無機納米材料的結合方式等進行表征。利用熒光探針法證明了納米復合材料作為過氧化物酶模擬酶的催

4、化檢測過氧化氫及葡萄糖的反應機理。另外，利用紫外-可見分光光度計實現了對卟啉修飾后的CeO2納米棒的催化性能、動力學常數、過氧化氫及葡萄糖檢測限的測定。證明卟啉修飾后的復合材料具有更高的過氧化物酶模擬酶催化活性。
　　2.一步法制備卟啉、酞菁功能化的CeO2納米粒子及過氧化物酶模擬酶性質研究以卟啉為例，首先，將一定量Ce(NO3)3溶液跟卟啉混合攪拌，加入少量過氧化氫后水熱法反應6h，冷卻后，將反應所得的沉淀洗滌、干燥、收集。利用

5、XRD、TEM對納米材料的物相、形貌進行表征。FT-IR與UV-vis數據證實卟啉與CeO2納米粒子之間以配位鍵結合。研究了卟啉修飾后的CeO2納米粒子的過氧化物酶模擬酶性質，并成功地用于檢測過氧化氫及葡萄糖。研究發(fā)現，卟啉或酞菁修飾的CeO2納米粒子比未修飾的CeO2納米粒子具有更高的催化活性。利用熒光探針法對該復合納米粒子催化反應機理進行了探討。
　　3.卟啉功能化的NiO納米棒的制備、表征及應用將一定量的NiCl3溶液與氨水

6、混合攪拌，將混合溶液轉入反應釜中150℃加熱3h，冷卻后，將反應所得的沉淀洗滌、干燥、收集。然后，將卟啉溶液與上步中的納米材料溶液混合、超聲、過濾、洗滌、干燥收集。將所得的納米材料用XRD、TEM對納米材料物相、形貌等進行表征。紅外光譜結果證明了卟啉與NiO發(fā)生了配位作用。研究了卟啉-NiO納米復合材料作為過氧化物酶模擬酶的性質及在過氧化氫、葡萄糖檢測中的應用。利用熒光探針技術證明了在檢測過氧化氫的過程中，產生了大量的羥基自由基加速了催