多元缺陷铁基制造技术

本发明专利技术提供了多元缺陷铁基

【技术实现步骤摘要】
多元缺陷铁基MOFs纳米酶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于金属有机框架材料（
MOFs
）基纳米酶
，涉及多元缺陷铁基
MOFs
纳米酶及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]纳米酶是一类具有类酶催化作用的无机纳米材料，其催化的原理是利用纳米级别的酶分子来催化化学反应，这些酶分子具有高度的催化活性和特异性，能够在温和的条件下催化化学反应，从而提高反应速率和选择性
。
与传统的催化剂相比，纳米酶具有制备简单
、
稳定的化学性质
、
较强的环境耐受能力
、
催化效率高等特性，被广泛运用于化工
、
农业
、
医学
、
环境等多个领域
。
[0003]然而，传统无机纳米酶材料只有表面原子参与了类酶催化过程，暴露的活性位点数量少，缺乏天然酶的多级结构，易发生团聚，造成催化活性位点进一步失活
。
大部分无机纳米酶材料孔道性能差，类酶活性难以精准调控，这使得纳米酶的性能还有很大提升空间
。
[0004]金属有机框架（
MOFs
）价格低廉，生物相容性好，孔隙率高，较为开阔的孔道可降低小分子底物的传输扩散阻力，
MOFs
结构中拥有高密度且均匀分布的多价元素活性位点，使此类材料具有优良的类酶催化活性
。MOFs
结构可裁剪
、
功能可设计，通过掺杂不同配体并引入配位调整剂乙二胺，实现配体在
MOFs
框架内的微浸润选择性掺杂，形成丰富且分布方式可预测的缺陷结构，有效暴露更多金属位点，改变电荷和能量分布，激活金属结点的氧化还原活性，形成配位不饱和活性位点（
CUS
），促使材料催化活性由单一酶活向同时实现类
POD、
类
CAT、
类
SOD
的多酶活性定向转变，提高材料清除
ROS
效率
。
通过酸处理形成的金属结点缺陷位点则可扩大材料的孔道特性，有利于反应底物在材料内的传递，降低传质阻力，进一步提高其类酶活性
。
[0005]然而，截至目前，已报道的
MOFs
纳米酶通常仅具备单一的类酶催化活性（如
MIL
‑
53(Fe)
具有类
POD
酶活性），一般需要与其他材料复合形成级联催化剂才可引入其他酶活（如
Pt@PCN222
‑
Mn
具有类
SOD
酶和类
CAT
酶活性）
。
当作物处于盐胁迫时，机体中除了
POD
酶参与抗逆过程以外，还需要
CAT
酶和
SOD
酶的协同才可高效清除
ROS。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供多元缺陷铁基
MOFs
纳米酶及其制备方法和应用，在结构中引入精确分布的多元缺陷位点，得到可高效清除
ROS
的多元缺陷铁基
MOFs
纳米酶，该铁基
MOFs
纳米酶可作为抵御作物盐胁迫下的拌种剂
。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了多元缺陷铁基
MOFs
纳米酶的制备方法，包括：1）室温下，在掺杂有缺陷配体的混合配体溶液中引入定量乙二胺作为选择性掺杂诱导剂，加入
FeCl3·
6H2O
混合均匀，升温至
100~150℃
后，恒温保持
12 h ~24 h
，得到含有单缺陷铁基
MOFs
纳米酶的混合物；
2
）将步骤1）得到的混合物冷却
、
洗涤
、
离心
、
烘干，得到单缺陷铁基
MOFs
纳米酶固体；3）将步骤2）得到的单缺陷铁基
MOFs
纳米酶固体置于酸性溶液中在
80~120℃
下保温
12 h~24 h
，冷却
、
洗涤
、
离心
、
烘干，得到多元缺陷铁基
MOFs
纳米酶
。
[0008]本专利技术中，室温优选
20℃
±
5℃。
[0009]进一步的，步骤1）中，所述缺陷配体为与原配体配位方式相同而结构不同的有机配体，包括苯甲酸
、
烟酸
、
异烟酸
、
间苯二甲酸
、
邻苯二甲酸等其中的一种或几种，所述原配体为对苯二甲酸；和
/
或所掺杂的缺陷配体占混合配体总物质的量的比例为
5%~70%
，更优选
10%~50%。
[0010]进一步的，步骤1）中，引入的乙二胺的物质的量为混合配体总物质的量的
1%~30%
；和
/
或加入的
FeCl3·
6H2O
与混合配体总物质的量的比为1：
1。
[0011]进一步的，步骤1）中，所述混合配体溶液采用的溶剂包括水
、
乙醇
、
甲醇
、
丙酮
、N,N
‑
二甲基甲酰胺（
DMF
）
、N,N
‑
二乙基甲酰胺（
DEF
）等其中的一种或几种
。
[0012]更进一步的，步骤2）和3）中，均以
2℃/h~5℃/h
的速率冷却；和
/
或洗涤所用溶剂均包括水
、
乙醇
、
甲醇
、
丙酮
、N,N
‑
二甲基甲酰胺（
DMF
）
、N,N
‑
二乙基甲酰胺（
DEF
）等其中的一种或几种；和
/
或均以
5000~10000 r/min
转速离心
5~15 min
；和
/
或均于
80~120℃
条件下干燥
12~24h。
可以理解的是，步骤2）和3）中，冷却
、
洗涤
、
离心
、
烘干的条件参数无需完全一致，只是通常出于操作方便的目的而采用相同条件参数
。
[0013]更进一步的，步骤3）中，所述酸性溶液选自醋酸水溶液
、
醋酸乙醇溶液
、
盐酸水溶液或盐酸乙醇溶液中的一种；和
/
或所述酸性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
多元缺陷铁基
MOFs
纳米酶的制备方法，包括：1）室温下，在掺杂有缺陷配体的混合配体溶液中引入定量乙二胺作为选择性掺杂诱导剂，加入
FeCl3·
6H2O
混合均匀，升温至
100~150℃
后，恒温保持
12 h~24 h
，得到含有单缺陷铁基
MOFs
纳米酶的混合物，所述缺陷配体为与原配体配位方式相同而结构不同的有机配体，包括苯甲酸
、
烟酸
、
异烟酸
、
间苯二甲酸
、
邻苯二甲酸中的一种或几种，所述原配体为对苯二甲酸；和
/
或所掺杂的缺陷配体占混合配体总物质的量的比例为
5%~70%
；2）将步骤1）得到的混合物冷却
、
洗涤
、
离心
、
烘干，得到单缺陷铁基
MOFs
纳米酶固体；3）将步骤2）得到的单缺陷铁基
MOFs
纳米酶固体置于酸性溶液中在
80~120℃
下保温
12 h ~24 h
，冷却
、
洗涤
、
离心
、
烘干，得到多元缺陷铁基
MOFs
纳米酶
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，引入的乙二胺的物质的量为混合配体总物质的量的
1%~30%
；和
/
或加入的
FeCl3·
6H2O
与混合配体总物质的量的比为1：
1。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述混合配体溶液采用的溶剂包括水
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文龙，张志杨，肖清波，冯迎辰，丁子萱，刘和军，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：