[發明專利]一種磁性石墨烯基金鈀四氧化三鐵復合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201710136719.1
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106944095A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 李陽;張健;雷光宇;張鳳寶;張國亮;范曉彬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種石墨烯基多金屬納米復合物。特別是涉及一種磁性石墨烯基金鈀四氧化三鐵復合物及其制備方法。

背景技術

酶是一種具有催化活性的蛋白質，在溫和條件下，天然酶具有極高的催化活性和專一性，因此其在催化領域受到廣泛關注。但是，天然酶性質不穩定易發生變性失活，其催化活性易受溫度、pH等環境因素影響，難以廣泛應用。因此模擬酶的開發具有十分重要的意義。

過氧化氫在環境和生物學方面有很重要的作用，過氧化氫的檢驗非常重要。但用于檢測的模擬酶均存在一些缺陷，或者是難于合成，或者是催化的效果不盡如人意。一些貴金屬納米顆粒，例如金納米顆粒、鈀納米顆粒、鉑納米顆粒，還有一些雙金屬的納米結構，在不同的反應條件下，對很多化學反應具有較高的催化活性，可以作為模擬酶開展應用。White,Robin J.等人在Supported metal nanoparticles on porous materials.Methods and applicationsJ.ChemInform,2009,38(16):481-94綜述了包括一種合成多金屬納米粒子在內的方法，不足之處是在合成過程中，金屬易發生團聚，導致催化活性的降低。解決這個問題的有效方法是使用基底。

石墨烯具有大比表面積、出色的導熱導電性、高機械強度、良好的生物相容性，是金屬納米顆粒的良好的載體，Tadayon,Fariba等人在Au-Pd/reduced graphene oxide composite as a new sensing layer for electrochemical determination of ascorbic acid,acetaminophen and tyrosine J.Materials Science&Engineering C,2016,68:805-813公開了一種制備石墨烯基金鈀雙金屬納米復合物的制備方法，其方法是使用L-抗壞血酸還原氯金酸與氯化鈀并與石墨烯復合得到石墨烯基金鈀雙金屬納米復合物，不足之處是復合物難以分離，回收利用困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種操作過程簡單，條件溫和的磁性石墨烯基金鈀四氧化三鐵復合物及其制備方法。

本發明所采用的技術方案是：一種磁性石墨烯基金鈀四氧化三鐵復合物，包括基底和在所述基底上的活性組分，所述基底為石墨烯，所述活性組分為金納米顆粒、鈀納米顆粒及四氧化三鐵納米顆粒，所述的金納米顆粒、鈀納米顆粒及四氧化三鐵納米顆粒是以合金的形式負載在石墨烯基底上，其中，石墨烯是由氧化石墨烯還原得到，金納米顆粒是由三價金鹽還原得到，鈀納米顆粒是由二價鈀鹽還原得到，四氧化三鐵納米顆粒是由三價鐵鹽還原得到。

所述的還原劑為硼氫化鈉、水合肼、抗壞血酸、十二烷基硫酸鈉、檸檬酸、乙二醇、甲醛、甲酸、甲酸鈉、乙酸鈉的一種或任意幾種化合物組合。

所述的三價鐵鹽為三氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、硫酸鐵銨中的任意一種；所述的三價金鹽為氯金酸、三氯化金、溴金酸、三溴化金中的任意一種；所述的二價鈀鹽為醋酸鈀、氯亞鈀酸鉀、氯化鈀中的任意一種。

氧化石墨烯與三價鐵鹽的質量比為0.67～6.71:1；還原劑與三價鐵鹽的摩爾比為4～50:1；三價金鹽與三價鐵鹽的摩爾比為0.1～1:1；二價鈀鹽與三價鐵鹽的摩爾比為0.1～1:1。

所述的金納米顆粒、鈀納米顆粒及四氧化三鐵納米顆粒的平均粒徑為1～20nm，優選平均粒徑為5～15nm。

所述石墨烯的質量分數為50％～66.7％。

一種磁性石墨烯基金鈀四氧化三鐵復合物的制備方法，將氧化石墨烯配成水溶液，超聲處理15～90min得到均勻分散的溶液，按計量加入還原劑，攪拌5～30min后按計量加入氫氧化鈉與三價鐵鹽，將混合溶液在攪拌條件下升溫至80～120℃，持續6～24h；在混合溶液中繼續加入一定量的三價金鹽和二價鈀鹽溶液，將混合溶液溫度升至80～150℃繼續強力攪拌6～24h，混合溶液降溫常溫，離心分離，用乙醇和蒸餾水洗滌，收集沉淀后干燥得到磁性石墨烯基金鈀四氧化三鐵復合物。

氧化石墨烯與三價鐵鹽的質量比為0.67～6.71:1；還原劑與三價鐵鹽的摩爾比為4～50:1；三價金鹽與三價鐵鹽的摩爾比為0.1～1:1；二價鈀鹽與三價鐵鹽的摩爾比為0.1～1:1。

所述的還原劑為硼氫化鈉、水合肼、抗壞血酸、十二烷基硫酸鈉、檸檬酸、乙二醇、甲醛、甲酸、甲酸鈉、乙酸鈉的一種或任意幾種化合物組合。