卟啉功能化的無機納米材料的制備及催化性能研究.pdf

1、納米材料常具有許多傳統(tǒng)材料所不具備的光、電、磁和化學性質，在磁記錄、電子元件、生物醫(yī)學、傳感器以及工業(yè)催化等諸多重要技術領域有著廣泛的應用前景。同時，卟啉因其具有獨特的分子結構，使其在催化、磁學、電學等領域具有潛在的應用價值。近年來，有機-無機雜化納米復合材料因其組分的協(xié)同效應所賦予材料的優(yōu)異性能而備受關注。本論文主要是通過簡單的方法制備了5，10，15，20-四羧基苯基卟啉(H2TCPP)功能化的Co3O4及CdS納米材料，并研究其催

2、化性能。這些材料自身獨特的結構有效地克服了單一納米材料的缺點，表現(xiàn)出了較高的催化活性。研究工作主要集中在以下幾個方面:
　　1.兩步法制備H2TCPP功能化的四氧化三鈷納米復合體及其過氧化物酶模擬酶性質研究
　　采用簡單的兩步法制備了H2TCPP功能化的Co3O4鏈狀納米復合材料，利用TEM、XRD、FT-IR、UV-vis等技術手段進行表征。實驗表明，此納米材料顯示出比未用卟啉修飾的Co3O4納米顆粒具有更高的過氧化物酶模

3、擬酶活性。H2TCPP-Co3O4鏈狀納米復合材料催化反應符合典型的Michaelis-Menten動力學且對H2O2及TMB具有很高的親和力?；贖2TCPP-Co3O4鏈狀納米復合材料，我們構建了一種簡單、快捷、選擇性好和靈敏度高的比色傳感器，用于檢測H2O2及葡萄糖的含量。該比色法對于H2O2的線性檢測范圍是1×10-6 mol L-1-75×10-6 mol·L-1、最低檢測限為4×10-7 mol·L-1。其對于葡萄糖的線性檢

4、測范圍是1×10-6 mol·L-1-10×10-6 mol·L-1、最低檢測濃度為8.6×10-7 mol·L-1。熒光探針結果表明:H2TCPP-Co3O4納米復合體的過氧化物酶模擬酶活性可能源自他們高效催化過氧化氫分解為羥基自由基的能力。
　　2.一步法合成H2TCPP功能化四氧化三鈷納米雜合體及其模擬酶活性研究
　　采用一步法制備了粒徑均一、不易團聚的卟啉功能化的四氧化三鈷納米粒子。FT-IR、UV-vis光譜證明了

5、卟啉與Co3O4之間存在著配位相互作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該復合材料具有很高的過氧化物酶模擬酶活性，能夠高效地催化過氧化氫氧化過氧化物酶底物TMB，并用于H2O2及葡萄糖的檢測。熒光探針方法證明了該復合材料的催化機理為為電子轉移機理。與其他HRP模擬酶相比，基于該納米復合材料構建的比色傳感器具有非常高的靈敏度。該方法為過氧化氫和葡萄糖實時檢測提供了可能，顯示出了其在生物檢測、分析及生物化學方面的巨大應用潛力。
　　3.H2TCPP功

6、能化硫化鎘納米復合材料的制備及光催化降解羅丹明B(RhB)
　　室溫下，采用溫和的一步法制備了H2TCPP功能化的硫化鎘納米復合材料。該材料在光催化降解RhB方面表現(xiàn)出高效的催化活性。H2TCPP-CdS納米雜合體催化降解RhB染料的反應符合一級動力學反應，且其降解效率受染料濃度、催化劑用量、反應體系pH等因素的影響。此方法方便、經濟且不需要任何表面活性劑作為模板。所制備的納米材料具有較好的穩(wěn)定性及可重復利用性，這為其在污水中染料