一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，首先采用共沉淀法合成了Cu

【技术实现步骤摘要】
一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料科学
，更具体的说是涉及一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料。

技术介绍

[0002]作为催化剂的一种，天然酶具有显著优点，诸如高效率，较强的底物特异性，反应条件温和，以及良好的立体选择性，在医学、生物技术、食品加工和环境分析方面有着显著的应用，在自然界和人类的进化中发挥着重要作用。但它们也具有一定的缺点，比如天然酶价格昂贵，较低的稳定性，难以重复使用，制备和储存的条件也很苛刻，天然酶中有很多本质是蛋白质，加热时容易变性和失去活性，且检测方法复杂且耗时，需要高精密的仪器，制备和纯化成本高等缺点。天然酶的实际应用被这些固有的缺点很大程度上限制了。为了解决这些问题，有一个有效的方法就是构建仿生酶系统，因为其更稳定、更易获得。这种人工酶类似物也具有类似于天然酶的高催化活性和独特的底物选择性。通过之前研究人员的实验研究，一般情况下研究人员会使用化学全合成或者化学半合成的方法，去进行制备人工模拟酶。制备的这些人工酶，主要包括了昂贵的金属及它们的合金、金属的有机框架、聚合物和超分子化合物。最近一段时间以来，一些新型纳米材料显示出意想不到的类酶催化活性。由于纳米材料的独特特性，这些基于纳米材料的人工酶(纳米酶)受到了越来越多的关注，并被视为一种高效的选择。
[0003]纳米酶是一类具有纳米尺寸和酶催化性质的纳米材料，是仿生化学中一个重要且引人注目的分支，其目的是模仿天然酶的基本和一般原理，同时弥补稳定性低和成本高等缺点。纳米结构人工酶是一类新型的酶模拟物，由于其强大的催化活性和在生物传感、食品加工和环境保护中的潜在应用，近年来一直是人们关注的焦点。此外，与天然酶相比，纳米粒子具有几个优点，包括合成简单、成本低、催化活性可调以及在严格条件下的高稳定性。因此，具有类酶活性的纳米结构被认为是模拟酶的有前途的替代物。纳米粒子的类酶活性已被开发用于许多地方。纳米材料作为人工酶的最先应用是对生物的检测。当某些纳米材料含有过氧化物酶样活性时，已被用于过氧化氢(H2O2)的比色测量。H2O2作为信号分子在生物过程的调节中起着重要的作用，并且是许多涉及由天然酶催化的生物分子的氧化反应的主要副产物。具有过氧化物酶样活性的纳米材料也被用于特定的酶反应或与H2O2的竞争反应，用于检测生物活性分子，如葡萄糖，胆固醇，黄嘌呤，金属离子和酶抑制剂此外，利用纳米结构过氧化物酶模拟物如Fe3O4、CeO2、Au@Pt和Pd@Ir来代替天然过氧化物酶(HRP)。除生物传感应用外，一些具有类过氧化物酶性质的材料被发现对有机污染物或生物毒素的降解具有极好的催化活性，因此可以用于环境保护应用。总之，对数十种纳米材料的内在类酶活性进行了广泛的研究。鉴于这些发现，在许多应用仍有潜在的应用，抗氧化剂是一组具有还原能力的分子，它们通过提供电子或氢原子参与氧化还原反应。许多来自植物代谢物的抗氧化剂，包括抗坏血酸、硫醇、谷胱甘肽和多酚，发挥着维持生物体氧化应激水平的重要生物学功能。因此，各种抗氧化剂被用作食品、化妆品和膳食补充剂中的常规添加剂。抗氧化
剂的作用和用量一般由其抗氧化能力和抗氧化机制决定。需要评价抗氧化行为的明确技术来指导不同抗氧化剂的使用。各种高选择性或高灵敏度的方法被用于检测抗氧化剂，包括液相色谱法、光谱法、电化学传感法、光电化学法和基于纳米材料的方法。
[0004]最近几年来，纳米技术和生物学的融合，设计出具有类酶活性的各种功能性纳米材料，致使引发了广泛的研究。纳米人工酶不仅具有相对较高的催化活性，而且还有很多优点，例如低成本、易于合成、催化活性可调节和高稳定性等。因此它们被应用于生物传感、免疫分析等方面。本文通过共沉淀法合成Cu
0.75
Co
2.25
O4，通过掺杂Fe
2+
改变其催化性能，并通X
‑
射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)等对该复合材料进行了表征。接着对其进行模拟酶活性研究，进一步对其催化条件进行优化，从而得出该复合材料的最佳反应条件。最终将其应用于实际检测谷胱甘肽(GSH)，进而得出谷胱甘肽的检测范围。
[0005]因此，结合上述问题，提供一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料及其制备方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料及其制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，具体步骤如下：
[0009]将CuCl2·
2H2O和CoCl2·
6H2O溶于水中，调配四甲基氢氧化铵溶液，和FeCl2溶液一起加入到上述溶液中，将混合溶液置于80℃磁力搅拌器下搅拌2h，室温冷却后，用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在60℃烘箱中干燥12h，于400℃马弗炉中煅烧2h，得到二价铁离子掺杂钴酸铜材料，将二价铁离子掺杂钴酸铜材料进行催化活性检测。
[0010]优选的，所述CuCl2·
2H2O与CoCl2·
6H2O的摩尔比为1：3。
[0011]优选的，所述CuCl2·
2H2O和CoCl2·
6H2O溶于水中，CuCl2·
2H2O与水的比例为1mmol：6
‑
7ml。
[0012]优选的，所述四甲基氢氧化铵溶液中，四甲基氢氧化铵与水的比例为3mmol：2ml。
[0013]优选的，所述FeCl2溶液的浓度为0.1M。
[0014]优选的，所述将二价铁离子掺杂钴酸铜材料进行催化活性检测的方法，是将60μL Fe
2+
‑
Cu
0.75
Co
2.25
O4悬浮液作为催化剂添加到2mL离心管中，再用移液枪依次加入1.90mL的醋酸钠
‑
冰乙酸缓冲溶液、20μL过氧化氢溶液，在室温下，反应孵育3min后，加入20μL TMB，混匀，用UV
‑
2401PC分光光度计测定了oxTMB在652nm处的吸光度，监测了TMB在分光光度计中反应后的氧化情况，以1min为时间间隔，反应温度为15
‑
50℃，pH值为2.2
‑
8.0，反应时间≤25min，测定其吸光度并记录数据。
[0015]优选的，所述反应温度为30℃。
[0016]优选的，所述pH值为4.0。
[0017]优选的，所述反应时间为20min。
[0018]一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料，所述二价铁离子掺杂钴酸铜材料由上述制备方法制得。
[0019]通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
[0020]本专利技术用共沉淀法合成Fe
2+
‑
Cu
0.75
Co
2.25
O4纳米材料，通过掺杂Fe
2+
改变其催化性
能，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将CuCl2·
2H2O和CoCl2·
6H2O溶于水中，调配四甲基氢氧化铵溶液，和FeCl2溶液一起加入到上述溶液中，将混合溶液置于80℃磁力搅拌器下搅拌2h，室温冷却后，用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，在60℃烘箱中干燥12h，于400℃马弗炉中煅烧2h，得到二价铁离子掺杂钴酸铜材料，将二价铁离子掺杂钴酸铜材料进行催化活性检测。2.根据权利要求1所述的一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，其特征在于，所述CuCl2·
2H2O与CoCl2·
6H2O的摩尔比为1：3。3.根据权利要求1所述的一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，其特征在于，所述CuCl2·
2H2O和CoCl2·
6H2O溶于水中，CuCl2·
2H2O与水的比例为1mmol：6
‑
7ml。4.根据权利要求1所述的一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，其特征在于，所述四甲基氢氧化铵溶液中，四甲基氢氧化铵与水的比例为3mmol：2ml。5.根据权利要求1所述的一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，其特征在于，所述FeCl2溶液的浓度为0.1M。6.根据权利要求1所述的一种二价铁离子掺杂钴酸铜材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉琪，于洪媚，郑学芳，陈丽，陈美琦，
申请(专利权)人：河北科技师范学院，
类型：发明
国别省市：