[發明專利]納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111176240.3
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113786843A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 楊黎妮;李濤;張迪;孟凡池;劉霄;夏立新
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;A01N59/16;A01N59/00;A01N25/12;A61K33/26;A61K33/24;A61K33/00;A61K9/14;A61P31/04;A01P1/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

本發明公開了納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶及其制備方法和應用。本發明所述的納米酶中，鈀鐵雙金屬以原子級分散的團簇形式存在，提高了原子利用率，同時鈀鐵雙金屬具有協同催化作用，對比鈀鐵單金屬納米酶具有明顯提高的酶催化活性。本發明制備的鈀鐵雙金屬團簇納米酶，其制備過程簡單易行，反應過程易控，且所制備的納米碳負載雙金屬鈀鐵團簇納米酶，無需外加光、電等條件，在酸性條件下室溫即可催化空氣中的氧氣分解產生羥基自由基·OH，從而有效殺滅細菌。鈀鐵雙金屬團簇納米酶表現出優異的催化抗菌性能，在未來的抗菌領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于納米酶催化抗菌技術領域，具體涉及一種納米碳負載原子級分散鈀鐵雙金屬團簇納米復合材料作為納米酶催化抗菌的應用。

背景技術

由于過度使用抗生素引起了耐藥性細菌的出現，細菌感染對人類的健康構成了日益增長的威脅，如何有效地殺滅細菌已經成為生物醫學領域的重要挑戰。為了減少抗生素的使用并應對細菌的侵襲，人們迫切需要設計并開發出新型的抗菌劑。納米酶是一種既具有模擬天然酶催化活性，又具有納米材料的獨特性質的納米復合材料。近來，具有氧化酶和過氧化物酶特性的納米酶由于具有催化活性氧形成的能力已顯示出作為有效抗菌劑的巨大潛力。

納米酶具有強大和多樣的酶催化活性，可以高效的催化氧氣或過氧化氫分解產生活性氧物質，作用于細菌時會產生氧化應激，進而導致細菌死亡。氧化應激作用具有顯著的殺滅細菌的效果，通過活性氧物質作用于細菌，破壞細菌結構和內部新陳代謝產生巨大損傷，從而有效殺滅細菌。在未來的生物材料和抗菌消毒等領域具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是，致力于開發具有雙金屬協同作用的高效催化抗菌性能的納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶，利用納米碳作為載體，負載原子級分散的鈀鐵雙金屬團簇。該納米酶應用于催化抗菌領域，可以催化空氣中的氧氣分解產生活性氧物質，達到完全滅活細菌。具有綠色高效，簡易安全等特點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶，是以納米碳為載體，以原子級分散的鈀鐵雙金屬團簇為活性中心形成的納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶。

進一步的，上述的一種納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶，按質量百分比，鈀的負載量為0.5％，鐵的負載量為0.5％。

一種納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶的制備方法，包括如下步驟：

1)將納米金剛石@石墨烯復合材料均勻分散于水中得懸浮液，調節體系的pH為10，在攪拌下，將pH為4的鈀鹽和鐵鹽混合水溶液勻速滴入到懸浮液中，在100℃保持攪拌1小時，抽濾，洗滌，干燥，得前驅體；

2)將所得前驅體，在500℃、H₂條件下還原2小時，得納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶。

進一步的，上述的制備方法，步驟1)中，采用碳酸鈉溶液調節體系的pH為10。

進一步的，上述的制備方法，步驟1)中，所述鈀鹽為硝酸鈀，所述鐵鹽為硝酸鐵；按質量比，鈀:鐵＝1:1。

本發明提供的納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶作為抗菌劑在抗菌中的應用。

進一步的，方法如下：于菌懸液中，加入納米碳負載鈀鐵雙金屬團簇納米酶。

進一步的，所述菌為細菌。

更進一步的，所述細菌為大腸桿菌。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1、本發明，采用納米碳作為載體負載原子級分散團簇狀態的鈀鐵作為納米酶，該材料具有優異的模擬氧化酶催化活性。將其應用于抗菌領域，該納米酶表現出高效的抗菌性能，其抗菌率可以達到100％。