[發(fā)明專利]一種離子型共軛聚合物與二硫化鉬復(fù)合納米酶的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210049545.6
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114515603B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李立東;王曉瑜;李新蕊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J35/02;B01J35/08
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，公開了一種離子型共軛聚合物與二硫化鉬復(fù)合納米酶的制備方法。該制備方法是利用離子型共軛聚合物的水溶性側(cè)鏈與鉬源分子通過配位作用結(jié)合，以共軛聚合物剛性主鏈結(jié)構(gòu)為模板，一步還原制備離子型共軛聚合物與二硫化鉬納米復(fù)合物。本發(fā)明提供的制備方法簡便易行，利用一鍋法進行水熱反應(yīng)即可制備具有高比表面積和高比例金屬1T相結(jié)構(gòu)的二硫化鉬，呈現(xiàn)出優(yōu)異的過氧化物酶催化活性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有很好的實用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種離子型共軛聚合物與二硫化鉬復(fù)合納米酶的制備方法。

背景技術(shù)

天然生物酶是具有催化活性的一類蛋白質(zhì)。由于其具有專一、高效的催化性能而備受關(guān)注。但在實際應(yīng)用過程中，天然生物酶提純過程復(fù)雜、不易儲存和穩(wěn)定性不足等問題極大限制其廣泛應(yīng)用。人工酶可以有效克服天然酶的缺點，且具有可規(guī)模化生產(chǎn)、便于儲存、性價比高等優(yōu)勢。因此開發(fā)新型的人工酶具有廣闊的應(yīng)用前景。

近年來，二硫化鉬作為一種過渡金屬硫化物，具有層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)通過共價鍵連接，層與層之間通過范德華力連接，表現(xiàn)出類酶的性質(zhì)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有實際應(yīng)用價值。根據(jù)Mo原子價電子d軌道上的電子填充情況，二硫化鉬分為2H相(三棱柱配位，晶體單胞包含兩層)、1T相(正八面體配位，晶體單胞只有一層)、3R相(三棱柱配位，單胞含三層)。其中1T相結(jié)構(gòu)具有類似金屬的導(dǎo)電能力，可以提供更多的催化活性位點。但1T相的不穩(wěn)定性限制了其發(fā)揮催化活性。此外，傳統(tǒng)方法制備的二硫化鉬材料，尺寸較大，顆粒容易團聚，導(dǎo)致活性位點被掩埋，降低使用中的催化效率以及性能穩(wěn)定性。

引入高分子材料可以方便地在液相體系中控制產(chǎn)物的大小形貌和結(jié)構(gòu)，從而制備復(fù)合人工酶，提高產(chǎn)物穩(wěn)定性的同時優(yōu)化催化性能。共軛高分子材料具有剛性的共軛骨架，可共價連接帶電荷的側(cè)鏈，引入與金屬離子的配位作用機制，進而調(diào)控二硫化鉬的大小和相結(jié)構(gòu)。通過這一方法可以制備催化效率高、性能穩(wěn)定、可規(guī)模化生產(chǎn)和儲存的人工復(fù)合酶。這對高分子復(fù)合材料在模擬酶以及催化醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用具有實際價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服二硫化鉬水熱反應(yīng)產(chǎn)物不均勻，結(jié)構(gòu)組成不可控、催化性能不穩(wěn)定等缺陷，提供了一種離子型共軛聚合物與二硫化鉬復(fù)合納米酶的制備方法，具有擬過氧化物酶活性。

本發(fā)明技術(shù)方案是通過離子型共軛聚合物與前驅(qū)體溶液混合產(chǎn)生配位作用固定金屬離子。進而進行水熱反應(yīng)，經(jīng)過一步還原即可制備具有良好分散性，尺寸較小，可長期保存、高比例金屬1T相結(jié)構(gòu)的二硫化鉬和共軛聚合物復(fù)合納米酶，具有催化過氧化氫產(chǎn)生活性氧的能力。

本發(fā)明的具體步驟如下：

(1)稱取適量的離子型共軛聚合物溶解于良溶劑中，充分攪拌均勻后超聲分散，得到聚合物溶液；

(2)將一定比例的鉬源分子和還原劑溶解于去離子水中，充分攪拌均勻后超聲分散，得到前驅(qū)體溶液；

(3)將步驟(1)得到的聚合物溶液加入步驟(2)得到的前驅(qū)體溶液在超聲條件下混合均勻后，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜通入一定時間的惰性氣體，進行一步水熱反應(yīng)，冷卻，離心洗滌，烘干，得到共軛聚合物與二硫化鉬復(fù)合物，即離子型共軛聚合物與二硫化鉬復(fù)合納米酶。

優(yōu)選地，步驟(1)中，所述離子型共軛聚合物可以為含有共軛主鏈的聚芴，聚噻吩，聚對苯撐，聚對苯撐乙烯，聚對苯撐乙炔，聚吡咯，聚苯胺中的一種。

進一步優(yōu)選地，步驟(1)中所述的離子型共軛聚合物為具有式①—⑥離子型側(cè)鏈結(jié)構(gòu)中的一種。

式①簡稱為磺酸鹽共軛聚合物，式②簡稱為磷酸鹽共軛聚合物，式③簡稱為羧酸鹽共軛聚合物，式④簡稱為季銨鹽共軛聚合物，式⑤簡稱為咪唑鹽共軛聚合物，式⑥簡稱為吡啶鹽共軛聚合物。

進一步優(yōu)選地，步驟(1)中所述的離子型共軛聚合物良溶劑為乙醇、水、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種或幾種。