[发明专利]一种拟酶催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种二硫化钼/石墨烯复合材料拟酶催化剂及其制备方法。该催化剂通过微波水热的方法制备，在石墨烯表面垂直生长二硫化钼纳米片，形成二硫化钼/石墨烯垂直异质结构。本发明通过在石墨烯纳米片上垂直生长二硫化钼纳米片，能够暴露更多的活性位点，并且微波法合成的二硫化钼具有更多的缺陷，具有更强的拟酶活性，具有类过氧化氢酶活性、类过氧化物酶活性和类氧化酶活性，可用于抗菌材料、抗菌制剂等。本发明提供的制备方法简便，制备时间短，且制备的复合材料具有更多的缺陷，暴露了更多的活性位点，具有更高的拟酶催化活性，提高了其杀菌效率。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种二硫化钼/石墨烯垂直异质结构拟酶催化材料及其制备方法和应用。

背景技术

二硫化钼(MoS2)是一种典型的类石墨烯二维过渡金属硫化物(TMDs)，它具有独特的物理化学性质，从而在催化、电池、光电器件等领域有着广泛的应用。纳米MoS2在生物医学领域中的应用也备受关注，这主要归因于二硫二硫化钼具有拟酶活性，尤其是具有高的类过氧化氢酶活性，可以将过氧化氢催化成具有氧化能力的羟基自由基。

已有的研究表明，二硫化钼的酶活性来源于其晶格缺陷，而且其纳米片的边缘为其活性部位。因此设计具有高的缺陷与暴露边缘部位的二硫化钼成为了人们的研究热点。但是二硫化钼易于团聚，这会导致其表面缺陷的减少，并且其边缘活性部位容易掩埋。目前已有一些报道利用气相沉积的方法制备了高活性部位暴露的二硫化钼，但是其必须在基板上制备，不利于后续的生物应用研究，且制备方法复杂，需要的设备价格昂贵。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种快速制备富含缺陷与暴露边缘活性部位的二硫化钼/石墨烯垂直异质结构及其制备方法。

本发明所述的具有其特征在于：所述催化剂由二硫化钼纳米片垂直生长于石墨烯上，其中所述二硫化钼纳米片的直径为50-150nm。

上述二硫化钼/石墨烯拟酶催化剂由如下的方法制得：

（1）260mg的四硫代钼酸铵溶解于15ml的二甲基甲酰胺中，得到分散液，然后将0.5-5mL的1mg/mL的氧化石墨烯溶液加入到分散液中，搅拌均匀；

（2）将上述分散液加入到反应器中，在搅拌的情况下利用微波反应器将其加热到200±20℃下反应10±6小时；

（3）过滤步骤（2）中反应后的溶液，将生成的沉淀物用去离子水，乙醇洗涤，然后将分离到的沉淀物干燥。即得到具有高效拟酶催化活性的二硫化钼/石墨烯复合催化剂。

本发明涉及的二硫化钼/石墨烯复合结构同时具有三种拟酶活性：类过氧化氢酶活性、类过氧化物酶活性和类氧化酶活性

本发明提供的二硫化钼/石墨烯复合结构在保留了原有纳米材料特性基础上显著提高了抗菌性能，具有优异的细菌杀伤效果，可以用于抗菌材料、抗菌制剂之中，扩展了抗菌材料、抗菌制剂的种类和应用。本发明提供的制备方法为微波水热合成的方法，操作简便，可以缩短制备时间。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的二硫化钼/石墨烯复合结构的扫描电镜（SEM）图。

图2为本发明实施例1制备的二硫化钼/石墨烯复合结构的（a）透射电镜（TEM）图片和（b）高分辨透射电镜（HRTEM）图。

图3为本发明实施例1制备的二硫化钼/石墨烯复合结构复合结构类过氧化氢酶活性测试。

图4为本发明实施例1制备的二硫化钼/石墨烯复合结构、对比例1制备的微波合成的纯二硫化钼、对比例2制备的烘箱水热合成的二硫化钼/石墨烯复合结构、对比例3制备的烘箱水热法合成的纯二硫化钼的杀菌效果图。

具体实施方式