[发明专利]一种核壳型钯铂复合纳米多孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种核壳型钯铂复合纳米多孔材料的制备方法，属于多孔材料领域。本申请提供的方法，利用铂源和氮掺杂碳量子点生成的铂‑氮掺杂碳量子点复合物中间体作为成核位点，钯离子在中间体的表面被还原形成较小的钯颗粒，然后聚集为较大的钯颗粒，并伴随着中间体中的铂离子在钯颗粒慢慢被还原出来形成铂颗粒，以及氮掺杂碳量子点被排出，最终形成具有极高的比表面积和极高模拟氧化物酶活性的核壳型钯铂复合纳米多孔材料。该材料制备方法实现省略使用模板剂的同时，有利于增大比表面积，因此有利于提高其催化活性。本申请制备的mPd@Pt NSs的比表面积高达210msupgt;2/supgt;·gsupgt;‑1/supgt;，Vsubgt;max/subgt;为0.05μM·ssupgt;‑1/supgt;，Ksubgt;m/subgt;为68.55μM，Ksubgt;cat/subgt;为2.1×10supgt;3/supgt;ssupgt;‑1/supgt;。

技术领域

本发明涉及多孔材料领域，尤其涉及一种核壳型钯铂复合纳米多孔材料的制备方法。

背景技术

纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶。纳米酶具有制备简单、性质稳定、可重复使用和对环境耐受性强的特点，它在医学、化工、食品、农业和环境等领域得到广泛应用。在众多模拟酶研究中，过氧化物模拟酶活性研究较多，模拟过氧化物酶的应用范围非常广泛，例如利用其与抗体或者其他生物分子偶联，用于信号放大，并形成可检测的电信号或者颜色信号，以用于血糖检测、血清免疫检测、疾病检测等。但是模拟过氧化物酶在显色应用中，需要额外过氧化氢的加入，过氧化氢在空气中不稳定，因此影响过氧化物酶的应用。而氧化物酶不需要额外加入过氧化氢，利用体系中的溶解氧就可以催化显色底物变色，因此，使用起来更为方便、也排除了由于过氧化氢不稳定而对测定等应用造成的影响。

纳米酶具有普通纳米材料的尺寸效应，当纳米材料的粒径减小时，比表面积增大，表面原子数会成倍增加，导致表面原子的配位数严重不足，从而使得表面活性位点增加，进而提高了纳米催化剂的催化效率。但是现有技术制备的纳米酶仍存在比表面积小，酶活性低的问题。因此，如何制备比表面积大、拥有更多催化活性位点的纳米酶，以提高其催化活性及其催化反应的速率是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核壳型钯铂复合纳米多孔材料的制备方法，利用本发明提供的方法制备得到的核壳型钯铂复合纳米多孔材料，比表面积大，氧化物模拟酶活性高，且催化性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种核壳型钯铂复合纳米多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铂源、氮掺杂碳量子点、还原剂和水混合后，进行第一次孵育得到孵育液；

所述第一次孵育的温度为30～40℃，第一次孵育的时间为0.5～3h；

(2)将所述步骤(1)得到的孵育液与钯源和还原剂混合后，进行第二次孵育得到核壳型钯铂复合纳米多孔材料。

所述第二次孵育的温度为30～40℃，第二次孵育的时间为0.5～3h。

优选地，所述步骤(1)中铂源包括氯铂酸、氯铂酸钠和四氯化铂中的一种或多种。

优选地，所述步骤(2)中钯源包括氯化钯、氯钯酸钾和氯钯酸中的一种或多种。

优选地，所述步骤(1)中孵育液中的铂原子的摩尔浓度、氮掺杂碳量子点的质量浓度、所述步骤(2)中钯源中的钯原子的摩尔浓度之比为：(1)mmol：(2.6-130)ug/mL：(0.1～10)mmol。

优选地，所述步骤(1)中铂源中的铂原子和还原剂的物质的量之比为1：6。

优选地，所述步骤(1)中第一次孵育的温度为30～40℃，第一次孵育的时间为0.5～3h。