[發明專利]一種木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010736747.9
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111871388B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 涂新滿;羅秀玉;葛林紅;冷健雄;羅旭彪;羅勝聯
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;G01N21/78;B01J20/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 馬小星

本發明涉及重金屬檢測技術領域，具體涉及一種木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料及其制備方法和應用。本發明提供的木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料，包括淀粉/二氧化硅微球和附著在所述淀粉/二氧化硅微球表面的木瓜蛋白酶改性后的金納米顆粒；所述木瓜蛋白酶改性后的金納米顆粒與所述淀粉/二氧化硅微球通過金硫鍵連接。在本發明中，木瓜蛋白酶改性后的金納米顆粒增加了對鉛離子的吸附位點，提供了鉛離子的吸附能力；木瓜蛋白酶改性后的金納米顆粒能夠可視化檢測鉛離子，當捕捉到鉛離子時，本發明提供的復合材料表現出明顯的顏色變化，在去除廢水中鉛離子的同時還能夠實現對鉛離子的定量檢測。

技術領域

本發明涉及重金屬檢測技術領域，具體涉及一種木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

檢測鉛離子的方法有非常多，比如原子吸收光譜法(AAS)、電化學方法、電感耦合等離子發射光譜法(ICP-OES)、熒光法、化學發光法和電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)等。上述方法都需要大型儀器檢測，且耗費大量的財力物力來檢測，檢測成本高，需要專業人員進行技術操作。但鉛污染大多發生在一些貧困的工業區，無法進行及時地檢測。因此，研究開發出高效便捷且價格低廉的具有實用性的檢測方法具有重要的意義。

可視化檢測的方法操作便捷、簡單，且不依賴大型儀器，便可以實現及時檢測環境中的污染物，因此可視化傳感的方法在檢測重金屬的應用受到了科研人員的廣泛關注。但目前還沒有能夠同時可視化檢測和吸附水溶液中鉛離子的材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料及其制備方法和應用。本發明提供的復合材料對鉛離子有優異的吸附能力，同時還能夠可視化檢測鉛離子，具有廣闊的應用前景。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料，包括淀粉/二氧化硅微球和附著在所述淀粉/二氧化硅微球表面的木瓜蛋白酶改性后的金納米顆粒；所述木瓜蛋白酶改性后的金納米顆粒與所述淀粉/二氧化硅微球通過金硫鍵連接。

優選地，所述淀粉/二氧化硅微球為核殼結構，以淀粉為核層，以二氧化硅為殼層；所述木瓜蛋白酶改性后的金納米顆粒在淀粉/二氧化硅微球表面的負載量為3.6～4.5wt％。

本發明提供了上述技術方案所述木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料的制備方法，包括以下步驟：

以正硅酸乙酯為硅源，以淀粉為主料，采用溶膠-凝膠法制備淀粉/二氧化硅微球；

將所述淀粉/二氧化硅微球和有機溶劑混合，得到淀粉/二氧化硅微球分散液；

將所述淀粉/二氧化硅微球分散液和巰基硅烷化試劑、水混合，進行接枝反應，得到巰基改性淀粉/二氧化硅；

將所述巰基改性淀粉/二氧化硅和木瓜蛋白酶溶液、金納米顆粒分散液混合，靜置，得到木瓜蛋白酶改性金納米顆粒修飾淀粉/二氧化硅復合材料。

優選地，所述巰基改性淀粉/二氧化硅、木瓜蛋白酶溶液和金納米顆粒分散液混合的方法為：先將木瓜蛋白酶溶液和金納米顆粒分散液混合，得到混合溶液；然后將所述巰基改性淀粉/二氧化硅加入到所述混合溶液中。

優選地，所述巰基改性淀粉/二氧化硅、木瓜蛋白酶溶液中的木瓜蛋白酶和金納米顆粒分散液中的金納米顆粒的質量比為0.5～1.5g:10mL:100mL。

優選地，所述金納米顆粒分散液的pH值為10～12。

優選地，所述金納米顆粒分散液的制備方法包括以下步驟：

將氯金酸溶液進行加熱，然后加入檸檬酸三鈉溶液，進行還原反應，得到金納米顆粒分散液。