汞促二维氧化石墨烯稳定Ag制造技术

本发明专利技术涉及纳米模拟酶技术领域，特别涉及汞促二维氧化石墨烯稳定Ag

【技术实现步骤摘要】
汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米模拟酶
，特别涉及汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶及其制备方法和应用。
技术介绍
随着工业的快速发展，在带来巨大经济效益的同时，也造成了严重的环境污染。其中，环境汞污染就对人群健康造成了极大的危害。如20世纪50年代，日本九州水俣湾发生的“水俣病”，就是首次发现的汞污染引起的环境公害事件，造成了极大的社会危害。据统计，在日本水俣病中有5172人患病，730人死亡。而在1972年伊拉克用甲基汞和乙基汞杀菌剂处理种子而发生的汞中毒事件中，有459人死亡。此后，世界各国汞污染事件也陆续发生，引起了全球的广泛关注，纷纷采取各种措施防治汞污染。汞污染具有持久性、易迁移性、高度的生物富集性、强毒性等特性，并且环境中任何形式的汞均可在一定条件下转化为剧毒的甲基汞，因此对土壤、水体和食品的安全以及公民的身心健康造成极大的危害。同时，汞具有长程跨界污染的属性，已被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质，已成为全球广泛关注的环境污染物之一。纳米模拟酶，作为一种高效的仿生催化剂，其合成制备的性价比高、热稳定性好、能够在温和的条件下催化各种反应，具有较高的选择性和优良的催化效率，已广泛的应用于药物合成、药辅材料的制备、光动力学治疗、仿生催化和环境分析传感等领域。因此，目前亟需一种可视性、选择性和可操作性强的重金属Hg2+分析检测方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种操作简单、灵敏度高、选择性好、可视性强用于比色检测环境水样中重金属汞含量的汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶及其制备方法和应用。本专利技术为实现上述目的采用的技术方案是：汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶，通过纳米Ag2S中Ag的空d轨道与氧化石墨烯富氧原子上孤对电子间的强烈配位作用，在超声分散的条件下，将纳米Ag2S均匀地配位吸附在纳米氧化石墨烯基底上，构筑得到二维氧化石墨烯稳定Ag2S，Ag2S@GO。本专利技术还包括汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶的制备方法，制备步骤为：(1)将AgNO3置于烧瓶中，依次加入H2O和氧化石墨烯；(2)超声条件下，逐滴加入Na2S水溶液，室温进行反应；(3)得到的粗产物经离心分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥，制得二维氧化石墨烯稳定Ag2S。进一步的，具体的制备步骤为：(1)称取0.55mmol，210mg的AgNO3置于圆底烧瓶中，依次加入30.0mLH2O和9.0mL，30mg/mL的氧化石墨烯；(2)超声条件下，逐滴加入15mL，0.075mol/LNa2S水溶液，室温反应0.5h，粗产物经6000r/min离心分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥，制得二维氧化石墨烯稳定Ag2S。本专利技术还包括汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶的应用，所述二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶用于对环境样品中的重金属Hg2+进行裸眼传感可视化检测或对Hg2+的含量进行比色检测。进一步的，所述检测机理为：Ag2S@GO本身没有纳米酶活性，汞存在下才具有高效的氧化模拟酶活性；由于Hg2+与S元素有很强的配位作用，可以将S元素从纳米Ag2S中夺取出来，恢复纳米银本身强的催化作用，在氧气存在下，可以使比色底物TMB氧化生成蓝色的oxTMB。同时，超薄二维氧化石墨烯具有较大的比表面积、较多的富氧基团(如羟基、羧基环氧基等)和良好的生物兼容性，无毒无污染等，不仅可以增强环境的兼容性，降低传感材料的毒性，还可以提升传感材料对毒性Hg2+富集吸附能力。进一步的，所述二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶用于对环境样品中的重金属Hg2+进行裸眼传感可视化检测的具体步骤为：(1)配制Ag2S@GO标准溶液及Hg2+标准溶液；(2)制备环境样品随机量取不同环境的水样各1份，经4.5μm的微孔过滤膜过滤三次，除去悬浮物；(3)样品中的重金属Hg2+进行裸眼传感可视化检测移取600μL，0.1mg/mL的Ag2S@GO标准溶液于离心管中，加入200μL，1.5mM的TMB和不同体积的4.0mmol/L的Hg2+标准溶液或待测样品，用pH＝4.0磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液定容至3mL，混合均匀，室温放置30min，测量体系的吸收光谱，并观察溶液颜色的变化。进一步的，所述Ag2S@GO标准溶液的配制步骤为：称取0.01g干燥的Ag2S@GO，超声作用下，分散到100mL的纯净水中，配制出浓度为0.1mg/mL的Ag2S@GO标准溶液。进一步的，所述二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶用于对环境样品中的重金属Hg2+含量进行比色检测具体的制备步骤为：取600μL，0.1mg/mL的Ag2S@GO标准溶液，加入不同体积的4.0mmolL-1的汞离子标准溶液或待测样品，200μL，1.5mM的TMB，用pH＝4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液定容到3mL，混合均匀，室温放置30min，测量体系的吸收光谱，将吸收强度值带入A652＝0.00822+0.00576cHg2+(R2＝0.9968)，线性范围为0～180.0×10-8McHg2+，计算待测样品中Hg2+的浓度。进一步的，所述最优检测条件为：Ag2S@GO的体积浓度为600μL，0.1mg/mL；反应pH值为4.0；反应温度为25℃；cTMB＝0.05mM；反应时间为30min。进一步的，所述Ag2S@GO-TMB反应体系对重金属汞具有专一的选择性光谱响应，并伴有可视性无色到蓝色增色效应，酶催化Michaelis常数(Km)和最大起始速率(Vmax)分别为0.10mM和3.94×10-8M·s-1。本专利技术汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶及其制备方法和应用的有益效果是：本专利技术提供汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶所构的Ag2S纳米颗粒分布均匀，Ag2S@GO稳定性高，汞促Ag2S@GO纳米氧化酶催化活性高，增色相应强，比色识别重金属汞离子的灵敏度高，重现性好；线性范围宽(0～180.0×10-8McHg2+)，检出限达纳摩尔(9.8×10-9M)，远低于国际卫生组织规定的3.0×10-8mol·L-1饮用水汞离子健康标准，可视性强、操作简便。附图说明图1为二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶对Hg2+进行检测的反应结构示意图；图2中，a)Ag2S@GO的TEM及HR-TEM图；b)Ag2S@GO中纳米Ag2S粒径分布图；c)Ag2S@GO材料中C元素分布镜像图；d)Ag2S@GO材料中S元素分布镜像图；e)Ag2S@GO材料中Ag元素分布镜像图；图3中，a)不同体系GO+TMB,GO+Hg2++TMB,Ag2S@GO+TMB,Ag2S@G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汞促二维氧化石墨烯稳定Ag

【技术特征摘要】
1.汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶，其特征在于：通过纳米Ag2S中Ag的空d轨道与氧化石墨烯富氧原子上孤对电子间的强烈配位作用，在超声分散的条件下，将纳米Ag2S均匀地配位吸附在纳米氧化石墨烯基底上，构筑得到二维氧化石墨烯稳定Ag2S，Ag2S@GO。


2.制备权利要求1所述的汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶的方法，其特征在于，制备步骤为：
(1)将AgNO3置于烧瓶中，依次加入H2O和氧化石墨烯；
(2)超声条件下，逐滴加入Na2S水溶液，室温进行反应；
(3)得到的粗产物经离心分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥，制得二维氧化石墨烯稳定Ag2S。


3.根据权利要求2所述的汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶的方法，其特征是：具体的制备步骤为：
(1)称取0.55mmol，210mg的AgNO3置于圆底烧瓶中，依次加入30.0mLH2O和9.0mL，30mg/mL的氧化石墨烯；
(2)超声条件下，逐滴加入15mL，0.075mol/LNa2S水溶液，室温反应0.5h，粗产物经6000r/min离心分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥，制得二维氧化石墨烯稳定Ag2S。


4.汞促二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶的应用，所述二维氧化石墨烯稳定Ag2S具有权利要求1所述的结构，或由权利要求2-3任一项所述的方法制备，其特征在于：
所述二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶用于对环境样品中的重金属Hg2+进行裸眼传感可视化检测或对Hg2+的含量进行比色检测。


5.根据权利要求4所述的应用，其特征是，所述检测机理为：
Ag2S@GO本身没有纳米酶活性，汞存在下才具有高效的氧化模拟酶活性，Hg2+与S元素有很强的配位作用，可以将S元素从纳米Ag2S中夺取出来，恢复纳米银本身强的催化作用，在氧气存在下，可以使比色底物TMB氧化生成蓝色的oxTMB。


6.根据权利要求4所述的应用，其特征是，所述二维氧化石墨烯稳定Ag2S纳米模拟酶用于对环境样品中的重金属Hg2+进行裸眼传感可视化检测的具体步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡蕾，赵齐，郑晓宇，邢琳，严正权，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37