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由于天然酶存在易失活、难纯化、价格高昂等难以克服的弊端,科学家们一直致力于通过不同方式合成人工模拟酶。纳米技术的蓬勃发展为人工模拟酶研究带来新的机遇,促使纳米酶成为新的研究热点,同时也存在一些亟待解决的问题。例如,如何调控纳米酶的尺寸、形貌以构建多功能纳米酶;如何制备可回收利用性强的纳米酶;如何拓展纳米酶在环境监测领域中的应用等。本文利用三维石墨烯(3DGF)在比表面积、导电性、多孔性等方面的独特性能,以3DGF为基底,分别将其与三种代表性金属氧化物(氧化铜、四氧化三铁、二氧化铅)和两种代表性贵金属(金、铂)复合,制备了催化性能及回收性能优异的3DGF基纳米酶;以三种表面活性剂(SDS、SDBS、CTAB)及柠檬酸钠(Na3Cit)为吸附剂和软模板,研究了相关助剂对3DGF基纳米酶尺寸、形貌及催化活性的影响;考察了邻苯二酚(CC)、间苯二酚(resorcin)、对苯二酚(HQ)、苯酚(phenol)、对硝基酚(PNP)、间硝基酚(MNP)、邻硝基酚(ONP)及双酚A(BPA)等八种酚类物质对不同组成的3DGF纳米酶过氧化物酶或氧化酶催化活性的抑制作用;基于3DGF基纳米酶的过氧化物酶、氧化酶和多酚氧化酶催化活性,建立了 HQ、CC、phenol及PNP 比色检测方法,测定方法快速简便、灵敏度高、选择性好,对实时、现场分析等环境监测工作具有重要指导意义。1、以十二烷基硫酸钠(SDS)为结构导向剂与软模板,在3DGF表面合成花状氧化铜纳米颗粒(FL CuO NPs),制备了 3DGF/FL CuO复合材料。3DGF和FL CuO NPs间的协同作用显著提高了 3DGF/FLCuO复合材料的过氧化物酶催化活性。实验结果表明,SDS半胶束的生成及SDS/L-(-)苯丙氨醇摩尔比对3DGF/CuO复合材料中CuO NPs形貌及其催化性能有决定性影响。对比八种环境常见酚类污染物对3DGF/FLCuO复合材料过氧化物酶催化活性的抑制作用,发现HQ能够明显抑制其催化活性,由此建立了 HQ的比色检测方法。此外,利用3DGF/FLCuO复合材料的过氧化物酶活性可催化phenol与4-氨基安替比林(4-AAP)偶联反应的特点,实现了 phenol的检测。在两种酚类污染物的检测中,3DGF/FLCuO复合材料均显示出了较高的稳定性及重复利用性,对于HQ和phenol测定可满足其低成本的常规快速分析要求。2、以柠檬酸钠(Na3Cit)作为静电稳定剂及吸附剂,在3DGF表面合成介孔四氧化三铁纳米颗粒(m-Fe3O4NPs),制备了具有过氧化物酶催化活性的3DGF/m-Fe304复合材料。通过改变Na3Cit的加入量,可以调控复合材料中m-Fe3O4 NPs粒径及3DGF/m-Fe3O4复合材料的过氧化物酶催化活性。比较八种环境常见酚类污染物对3DGF/m-Fe3O4复合材料过氧化物酶催化活性的抑制作用,发现三种硝基酚异构体中只有PNP对复合材料的过氧化物酶催化活性具有较强的抑制作用,由此建立了 PNP的比色测定方法。该方法灵敏度高(检出限45nM),重复利用性好(10次循环后活性>95%)。3、以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为Pb(OH)3-的吸附剂和软模板,在3DGF表面合成杨梅状二氧化铅纳米颗粒(WS PbO2 NPs)。首次发现3DGF/WS PbO2复合材料具有较好的氧化酶及漆酶催化活性。实验结果表明,CTAB半胶束的生成有效促进了复合材料中杨梅状PbO2的形成,从而进一步增强复合材料的氧化酶催化活性。八种环境常见酚类污染物中,HQ可以有效抑制复合材料的氧化酶催化活性,由此可建立检测HQ的方法。与第2章中利用3DGF/FL CuO复合材料检测HQ的方法相比,检出限降低一个数量级。此外,利用3DGF/WS PbO2复合材料的漆酶活性,也可以催化4-AAP与phenol的偶联反应检测phenol。与3DGF/FLCuO复合材料相比,3DGF/WSPbO2复合材料在HQ及phenol的检测过程中,无需加入H2O2等氧化剂,有利于提高测定的准确度。4、以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为吸附剂与软模板,采用电化学还原法在3DGF表面原位合成蠕虫状金(WLAu)纳米颗粒,制备了具有过氧化物酶催化活性的3DGF/WLAu复合材料。实验表明,SDBS半胶束促进了复合材料中蠕虫状Au NPs的形成,并显著增强复合材料的过氧化物酶催化活性。对比八种环境常见酚类污染物,发现HQ对3DGF/WL Au复合材料过氧化物酶催化活性具有显著的抑制作用。由此建立的HQ 比色检测方法,灵敏度高、重复利用性好,检出限低于第2章采用3DGF/FLCuO复合材料及第4章采用3DGF/WS PbO2复合材料测定HQ的检出限。5、利用CTAB作为PtCl62-的吸附剂与软模板,在3DGF表面电化学沉积铂纳米团簇(Pt NC),所制备的3DGF/Pt NC复合材料显示出优异的氧化酶活性和多酚氧化酶活性。通过改变合成过程中的CTAB浓度,可以调控3DGF/Pt复合材料中Pt的形貌及其氧化酶活性。CTAB半胶束的生成促进了复合材料中Pt NC的生成及复合材料催化活性的增强。八种环境常见酚类污染物中,HQ对3DGF/PtNC复合材料氧化酶催化活性的抑制作用显著,可由此进行HQ的比色检测,与第4章3DGF/WS PbO2复合材料相比,检出限更低。此外,利用3DGF/Pt NC复合材料的儿茶酚氧化酶催化活性可以直接氧化CC显色,建立了 CC的比色检测方法。