【摘要】：本文主要針對(duì)納米粒子與金屬-有機(jī)骨架材料衍生復(fù)合材料的制備及其過(guò)氧化物酶的性能進(jìn)行研究。天然的過(guò)氧化物酶在生物界中是無(wú)處不在的,所有的生物都依賴(lài)于酶進(jìn)行著生命活動(dòng)。它是具有生物催化功能的高分子物質(zhì),其研究與應(yīng)用歷史已有200多年。作為一種特殊的催化劑,生物酶有著高催化效率和專(zhuān)一性,這使其在藥學(xué)、化工制造和環(huán)境分析等領(lǐng)域內(nèi)有著普遍的切實(shí)應(yīng)用。然而天然酶本身也具有一定的缺點(diǎn)和局限性,例如分離提純困難、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性低、價(jià)格昂貴、易失活和儲(chǔ)藏使用不便。因此,具有生物過(guò)氧化物酶活性的微納米材料便成為人們所追求的目標(biāo)。近幾年來(lái),金屬-有機(jī)骨架材料(MOFs)是成長(zhǎng)快速的新型高孔隙材料,超高的比表面積、孔道結(jié)構(gòu)可調(diào)、豐富的骨架構(gòu)造等一些優(yōu)良的特征,使其一躍成為模擬生物酶體系中的理想材料。本文合成了三種 Fe(Ⅲ)-MOFs 材料 MIL-n(n=88A、88B、88B-NH2)和一種Cu(Ⅱ)-MOFs材料MOF-199,通過(guò)負(fù)載多種納米粒子Fe_3O_4、Pt、Au等多種納米粒子,成功制備出多種MOFs復(fù)合材料。對(duì)于Fe_3O_4@MOF-199材料,通過(guò)控制不同的煅燒條件,獲得Fe_3O_4@Cu/C和Fe_3O_4@CuO/Cu_20兩種衍生復(fù)合材料。本文以3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺(TMB)為實(shí)驗(yàn)底物,研究了 Fe(Ⅲ)-MOFs、Cu(Ⅱ)-MOFs材料及其衍生復(fù)合材料的生物過(guò)氧化物酶活性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示所制備的MOFs衍生復(fù)合材料具備優(yōu)異的生物過(guò)氧化物酶活性。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),Fe_3O_4@MOF-199的衍生復(fù)合材料Fe_3O_4@Cu/C和Fe_3O_4@CuO/Cu_20均具有較高的過(guò)氧化物酶活性,且前者高于后者,因此我們分析探討了 pH、溫度(T)以及H_2O_2濃度等因素對(duì)生物過(guò)氧化物酶活性的影響。研究結(jié)果顯示出Fe_3O_4@Cu/C在pH=2.5、T=50℃、CH_2O_2=8 mM時(shí)酶具有最高的催化活性。模擬過(guò)氧化物酶動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明:Fe_3O_4@MOF-199的衍生復(fù)合材料催化反應(yīng)符合典型的米氏方程動(dòng)力學(xué)模型;Fe_3O_4@Cu/C對(duì)底物H_2O_2、TMB的米氏常數(shù)Km值均小于Fe_3O_4@CuO/Cu_2O的Km值,由此可知,Fe_3O_4@Cu/C對(duì)底物有著強(qiáng)的親和力。將Fe_3O_4@MOF-199及其衍生復(fù)合材料用于有代表性的紡織染料物亞甲基藍(lán)(MB)的催化降解,在80℃條件下0.05 mg/mL Fe_3O_4@Cu/C在5 min內(nèi)完全降解亞甲基藍(lán),較其他MOFs材料有著更強(qiáng)的催化降解能力,在分析和檢測(cè)環(huán)境有機(jī)污染物等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用遠(yuǎn)景。
[Abstract]:In this paper, the preparation and peroxidase properties of nano-particles and metal-organic matrix derived composites were studied. Natural peroxidase is ubiquitous in the biological world, and all living things depend on it for life. It has been studied and applied for more than 200 years. As a special catalyst, biological enzyme has high catalytic efficiency and specificity, which makes it widely used in pharmaceutical, chemical industry and environmental analysis. However, natural enzymes also have some disadvantages and limitations, such as difficulty in separation and purification, low structural stability, high price, inactivation and inconvenient storage. Therefore, micro- and nanomaterials with biological peroxidase activity have become the goal that people pursue. In recent years, metal-organic skeleton material (MOFs) is a new type of high porosity material with rapid growth, high specific surface area, adjustable pore structure, rich skeleton structure, and so on. It has become an ideal material in mimic biological enzyme system. In this paper, three kinds of Fe (鈪，

本文編號(hào)：2148800