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

1、伴隨著磁性納米粒子四氧化三鐵被發(fā)現(xiàn)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(guān)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(yīng)用范圍更加廣泛。
　　自從人們認(rèn)識到卟啉及卟啉衍生物在生命歷程的重要性之后，其結(jié)構(gòu)，功能及性質(zhì)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(jī)分子，具

2、有共軛電子結(jié)構(gòu)。共軛分子體系被認(rèn)為是構(gòu)筑分子自組裝功能納米分子器件最有應(yīng)用潛能的分子體系，而且卟啉及卟啉衍生物在化學(xué)、生命科學(xué)、和醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域的各個方面具有十分廣泛的應(yīng)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(jī)納米復(fù)合材料，研究了該復(fù)合材料的過氧化物酶模擬酶性質(zhì)，并將所得的納米復(fù)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(yīng)用首先，Ce(NO3)3溶液跟過氧化氫在250℃下水熱法反應(yīng)3h，冷卻后，將反應(yīng)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(shù)手段對納米材料的形貌、物相、尺寸及固體樣品的元素價(jià)態(tài)及卟啉酞菁與無機(jī)納米材料的結(jié)合方式等進(jìn)行表征。利用熒光探針法證明了納米復(fù)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(yīng)機(jī)理。另外，利用紫外-可見分光光度計(jì)實(shí)現(xiàn)了對卟啉修飾后的CeO2納米棒的催化性能、動力學(xué)常數(shù)、過氧化氫及葡萄糖檢測限的測定。證明卟啉修飾后的復(fù)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(zhì)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(yīng)6h，冷卻后，將反應(yīng)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(jìn)行表征。FT-IR與UV-vis數(shù)據(jù)證實(shí)卟啉與CeO2納米粒子之間以配位鍵結(jié)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(zhì)，并成功地用于檢測過氧化氫及葡萄糖。研究發(fā)現(xiàn)，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(fù)合納米粒子催化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　3.卟啉功能化的NiO納米棒的制備、表征及應(yīng)用將一定量的NiCl3溶液與氨水

6、混合攪拌，將混合溶液轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中150℃加熱3h，冷卻后，將反應(yīng)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(jìn)行表征。紅外光譜結(jié)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(fù)合材料作為過氧化物酶模擬酶的性質(zhì)及在過氧化氫、葡萄糖檢測中的應(yīng)用。利用熒光探針技術(shù)證明了在檢測過氧化氫的過程中，產(chǎn)生了大量的羥基自由基加速了催