[发明专利]过渡金属单原子纳米酶及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种制备过渡金属单原子纳米酶的方法，其特征在于：它是将掺杂过渡金属的金属有机骨架材料经热处理后得到的；所述金属有机骨架材料为ZIF-8，所述过渡金属选自V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Mo、Ru、Rh、Pd、W、Re、Ir、Pt、Au、Ce、Gd或Tb；

所述掺杂过渡金属的金属有机骨架材料是以Zn²⁺盐、过渡金属盐或过渡金属酸、表面活性剂、2-甲基咪唑为原料，以水为溶剂制得的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述掺杂过渡金属的金属有机骨架材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将Zn²⁺盐、过渡金属盐、表面活性剂在水中混合均匀，得到液体A；

（2）将2-甲基咪唑在水中混合均匀，得到液体B；

（3）将液体A与液体B混合后反应，然后分离出沉淀，洗涤沉淀，干燥后即得掺杂过渡金属的金属有机骨架材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述Zn²⁺盐为Zn(NO₃)₂或其水合物，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂；所述Zn²⁺盐与过渡金属盐的摩尔比为（30~50）：1，所述Zn²⁺盐与表面活性剂的摩尔比为（20~30）：1，所述Zn²⁺盐与水的质量体积比为1：（30~70） g/mL；

步骤（2）中，所述2-甲基咪唑与Zn²⁺盐的摩尔比为（45~65）：1，所述2-甲基咪唑与水的质量体积比为1：（10~20） g/mL；

步骤（3）中，所述反应的温度为室温，反应的时间为1~4h。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述Zn²⁺盐Zn (NO₃)₂·6H₂O，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述Zn²⁺盐与过渡金属盐的摩尔比为40：1，所述Zn²⁺盐与表面活性剂的摩尔比为25：1，所述Zn²⁺盐与水的质量体积比为1：50 g/mL；

步骤（2）中，所述2-甲基咪唑与Zn²⁺盐的摩尔比为57：1，所述2-甲基咪唑与水的质量体积比为1：14 g/mL；

步骤（3）中，所述反应的时间为3h。

5.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于：所述热处理温度为600~1200℃，时间为1~3h，热处理环境为惰性气体氛围。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述热处理温度为900~1100℃，时间为2h。

7.权利要求1~6任一项所述方法得到的过渡金属单原子纳米酶在制备仿酶制剂中的用途。

8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于：所述仿酶制剂为仿氧化酶制剂、仿过氧化物酶制剂或仿卤素过氧化物酶制剂。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于：所述仿酶制剂为抗菌剂、抗肿瘤药物或废水处理剂。