[发明专利]硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶、制备方法和应用

说明书

本发明公开了硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶、制备方法和应用，属于无机纳米材料及纳米酶光催化技术领域。一种硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶，是利用气相沉积法使二次造粒的三氧化钼和硒粉反应并在葡萄糖包覆的氯化钠晶体粉末上原位合成的，其中硒化钼的厚度为2‑10个原子层，多孔碳的孔径为2‑20 nm。本发明硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶具有较高的光催化活性，尤其有较强的催化邻苯二胺、3,3',5,5'‑四甲基联苯胺、2,2'‑联氮双(3‑乙基苯并噻唑啉‑6‑磺酸)二铵盐等底物的性能，制备工艺简单、易操作、成本低。

技术领域

本发明属于无机纳米材料及纳米酶光催化技术领域，具体涉及一种硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶、制备方法和应用。

背景技术

天然酶因其显著的催化活性、极高的特异性等优势而被广泛应用于多个领域，然而作为生物大分子，天然酶的稳定性差、价格高昂、易失活等问题限制了实际应用。纳米酶具有结构稳定、成本低、表面化学性能丰富等优点，在疾病治疗、生化检测和环境保护等领域展现出重大的应用前景，从而有望代替天然酶，然而纳米酶相对较低的催化活性是亟待解决的突出问题。

光调控纳米酶指在光的作用下，激发具有独特物理化学性能的纳米材料，产生活性中间产物—活性氧类（Reactive Oxygen Species， ROS）， ROS 协同作用于底物产生类酶催化活性。光调控纳米酶是近年来调节纳米酶催化活性的重要手段。因此，如何设计光敏感的材料体系，提高光活化纳米酶生成 ROS 的能力，是提升纳米酶催化活性的研究方法。

半导体性二维 MX₂（比如硒化钼（MoSe₂）等）作为一类二维结构层状材料，具有比表面积大、表面易改性、毒性低、吸光能力强、光热效应高、边缘活性点多等优势，使其在类酶催化方面备受关注。然而，二维 MX₂钝化的基平面缺少活性位点及光生电荷复合现象限制了其光催化能力。

碳基材料（多孔碳、碳量子点、石墨烯量子点、碳纳米管等）化学稳定、成本低、易修饰、光生电荷分离转移效率高、能级结构动态可调，已成为多相光催化剂的热门材料之一。

为了解决现有技术存在的上述缺陷，本发明研发了一种用二维 MX₂结合碳基材料来构建复合结构，以获得较高的类酶催化能力的光调控纳米酶。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种易操作、成本低、催化活性高的硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶。

本发明的另一目的是提供该光调控纳米酶的制备方法。

发明的再一个目的是提供该光调控纳米酶的应用。

本发明采用的技术方案是：

一种硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶，是利用气相沉积法使二次造粒的三氧化钼和硒粉反应并在葡萄糖包覆的氯化钠晶体粉末上原位合成的，其中硒化钼的厚度为2-10个原子层，多孔碳的孔径为2-20 nm。

进一步地，所述硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶的制备方法，将葡萄糖加入氯化钠饱和溶液，经无水乙醇重结晶后制得葡萄糖包覆的氯化钠晶体粉末，作为复合衬底，利用气相沉积法使二次造粒的三氧化钼和硒粉反应并在复合衬底上原位合成二维二硒化钼，经水洗干燥去除氯化钠复合衬底，即得硒化钼/多孔碳复合结构光调控纳米酶。

作为优选，所述的制备方法，包括以下步骤：

（1）配置氯化钠饱和溶液，加入葡萄糖后快速倒入无水乙醇重结晶出白色晶体，经真空干燥、研磨破碎后获得葡萄糖包覆的氯化钠晶体粉末，作为复合衬底；

（2）将三氧化钼粉末在高压下压成片状，破碎后筛分成50-200 μm的三氧化钼颗粒；