[发明专利]一种高熵纳米酶的制备方法及其应用

说明书

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种高熵纳米酶的制备方法及其应用。本方法以乙酰丙酮钌、乙酰丙酮铑、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铂、乙酰丙酮铱和乙酰丙酮为原料。在强碱性溶剂中，通过分子间的聚合反应，生成聚合物前驱体，在利用煅烧的手段得到高熵纳米酶。本发明具有方法简单、纳米颗粒的尺寸小且均匀，纳米颗粒的密度可以调节等优点，而且反应体系没有添加多余的溶剂，实现了绿色环保的要求。本发明所提出的高熵纳米材料的制备方法，能够促进纳米酶和高熵合金相关研究的进一步发展。本方法制备的高熵纳米材料，具有优异的类过氧化物酶的活性，能够催化过氧化氢产生强细胞毒性的羟基自由基，因此具有很好的医学应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种高熵纳米酶的制备方法及其应用。

背景技术

金属合金材料在日常生活中随处可见并在人类发展进程中扮演了极其重要的角色。近年来，一种全新的合金设计理念突破了传统的思路，研究人员把五种或五种以上的元素以(近)等原子比混合，得到具有简单晶体结构的单一相固溶体合金。人们认为在多元体系中通过成分调控，实现了最大化的配置熵在稳定该新型合金结构方面发挥了重要的作用，因此研究人员将其命名为“高熵合金”。高熵合金(High-entropy alloys)简称HEAs，其定义为由五种或五种以上等量或大约等量金属形成的合金。即高熵合金中所有的元素都接近于等比例。最新的研究表明每个元素的浓度在5到35％原子百分比之间。由于具有极高的强度、韧性、耐腐蚀、耐磨损和抗氧化性等性质，高熵合金在学术界引起了极大的关注。纳米酶作为具有类似于天然酶催化活性的纳米材料，到目前为止，基于高熵合金而制备出高熵纳米酶到还未见报道。开发新的方法制备高熵纳米酶不仅对高熵合金的制备具有重要的价值，对于纳米酶学科的发展也具有重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提出一种制备高熵纳米酶的方法。通过将乙酰丙酮钌、乙酰丙酮铑、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铂、乙酰丙酮铱五种金属配合物在强碱性的乙酰丙酮溶液中发生聚合反应，通过煅烧所生成的聚合物前驱体而得到高熵纳米材料，使制备的高熵纳米材料具有类过氧化物酶的活性。

本发明提出的高熵纳米酶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将乙酰丙酮钌、乙酰丙酮铑、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铂和乙酰丙酮铱五种化合物倒入乙酰丙酮溶液中，该混合溶液的质量比为：乙酰丙酮:乙酰丙酮钌:乙酰丙酮铑:乙酰丙酮钯:乙酰丙酮铂:乙酰丙酮铱＝1:(0.02～0.001):(0.02～0.001):(0.02～0.001):(0.02～0.001):(0.02～0.001)；利用功率为250W的超声处理混合溶液10分钟，待反应液中的化合物充分溶解后，在搅拌转速为600转/分钟的磁力搅拌器搅拌10～30分钟，得到第一溶液；

(2)在第一溶液中加入表面活性剂，利用功率为250W的超声处理混合溶液10分钟，待反应液中的表面活性剂充分溶解后，在搅拌转速为600转/分钟的磁力搅拌器搅拌10～30分钟使得表面活性剂质量浓度为：1.5～10g/L，得到第二溶液；

(3)在第二溶液中加入氢氧化钠，之后将混合液在搅拌转速为600转/分钟的磁力搅拌器中搅拌30～60分钟，使溶液中的氢氧化钠的质量浓度为：0.05～0.5g/mL，得到第三反应液；

(4)将第三溶液置于室温下反应两周，获得固化的聚合物前驱体。聚合物前驱体在60℃的烘箱中干燥12小时后，转移到管式炉中，并以5℃每分钟的速率加热到400～800℃下煅烧3小时，煅烧产物用去离子水洗涤后转移到60℃的烘箱中干燥12小时，得到高熵纳米酶。。

本发明提出的一种高熵纳米酶的制备方法及其应用，其优点是：