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氧化铁磁性纳米粒子在生物医学领域有广泛的应用，如蛋白的固定与分离、药物的靶向与运输、肿瘤的热疗与MRI造影等。近来，随着氧化铁纳米粒子内在模拟酶活性的发现，其在催化反应方面也前景广阔；石墨烯及氧化石墨烯，由于其独特的理化性质(高强度、高载流子迁移率以及高热导率等等)而成为近几年研究的前沿和热点。石墨烯由于其sp2杂化的单原子层结构，具有较大的表面积和吸附能力，将其与纳米粒子组装形成复合物，在化学催化、能量转换和生物医学等方面应用广泛。本文将Fe2O3纳米粒子的模拟酶活性与氧化石墨烯的高吸附能力结合在一起，制备得到纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物，研究了其在不同pH条件下的模拟双酶活性及类酶催化机制，并且将该复合物初步应用在染料污染物模型物质罗丹明B的催化降解方面。具体内容包括：
(1)纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物的制备。本研究将3-氨丙基三乙氧基硅烷包裹的三氧化二铁纳米粒子(Fe2O3@APTES)组装在氧化石墨烯表面，并通过TEM、SEM和AFM等表征，证明纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物结构的形成。
(2)纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物模拟过氧化物酶活性的研究。系统研究了纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物在酸性条件下发挥模拟过氧化物酶活性的最佳催化反应条件(pH：3.6，温度：35℃-45℃，双氧水浓度：1.12M等)及其米氏动力学参数。对于TMB和ABTS两种典型底物，纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物的Km值分别为0.118mM和0.153mM，明显小于Fe2O3纳米粒子的0.439mM和0.258mM，表明经过氧化石墨烯的修饰，Fe2O3纳米粒子与底物间的亲和力明显加强。
(3)纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物模拟过氧化氢酶活性的研究。在弱碱性条件下通过测定反应体系中溶解氧的含量系统研究模拟过氰化氢酶活性的强弱，纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物在10分钟内使体系中溶解氧含量增大4.73mg/ml，而单独的Fe2O3纳米粒子和氧化石墨烯分别只能提高1.40mg/ml和1.15mg/ml，表明石墨烯的引入能够有效提高Fe2O3纳米粒子的模拟过氧化氢酶活性。
(4)纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物发挥模拟酶活性的机制研究。联合紫外-可见分光光度计、酶标仪及电子顺磁共振等手段探讨复合物发挥模拟酶活性的机制，认为复合物类酶活性来自于以下三种途径：一、Fe2O3纳米粒子中的三价铁对底物的氧化能力；二、氧化石墨烯片层结构对于Fe2O3纳米粒子及底物分子的富集能力；三、由Fe2O3纳米粒子中的三价铁开始的类Fenton反应。
(5)纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物在染料污染物模型物质罗丹明B催化降解中的应用。通过罗丹明B在552nm处紫外特征吸收峰强度对罗丹明B的降解效率进行定量检测，并且研究了复合物降解罗丹明B的最佳反应条件(反应时间：7h，温度：60℃，pH=3，双氧水浓度：3M，复合物浓度：0.85mM等)，最佳降解效率可达95％。