[发明专利]一种细菌金纳米粒子复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种细菌金纳米粒子复合物及其制备方法和应用，属于金纳米粒子复合物技术领域。该复合物是在嗜热产氢菌CBS‑Z^T表面原位复合金纳米粒子后得到的。本发明还提供一种细菌金纳米粒子复合物的制备方法。本发明还提供上述细菌金纳米粒子复合物用于邻硝基苯胺的催化加氢反应。本发明在CBS‑Z^T表面合成得到的AuNPs尺寸非常小，并且由于细菌细胞的支持，可以避免AuNPs的聚集，此外，由于AuNPs良好的生物相容性，细菌仍然具有活力，使CBS‑Z^T保留了生物活性和产氢能力，使B‑AuNPs具有优异的催化性能。

技术领域

本发明属于金纳米粒子复合物技术领域，具体涉及一种细菌金纳米粒子复合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业和纳米技术的迅速发展，纳米催化剂由于其优异的物理化学特性引起了广泛的关注。贵金属纳米结构，如AuNPs，已经被深入研究，并表现出独特的催化性能。贵金属纳米粒子可以化学方法合成，通常化学方法有强的化学还原剂，如硼氢化钠，以及弱还原剂，如柠檬酸钠和醇等。现在，一些问题在金属纳米粒子的合成领域仍需要解决，如能源损耗、环境影响和安全性等。在最近几十年中，生物合成法被认为是一种廉价且环保的纳米粒子合成途径。特别地，利用微生物细胞合成功能性金属纳米粒子在纳米材料合成中显示出巨大的潜力。这些合成路线有潜在的可扩展性，并且是温和的，不用添加有毒的化合物，例如保护剂和还原剂，这就提供了一个绿色合成纳米材料的途径。到目前为止，利用细菌、真菌、酵母菌、放线菌和植物等生物体，已经成功地被用于贵金属纳米粒子的生物合成。

催化加氢反应是工业中最重要的一类反应。过渡金属纳米粒子，如，镍、金、钯、铂等，在传统的加氢反应中已经表现出良好的催化活性。其中，通过AuNPs催化的芳香硝基化合物的选择性加氢生成对应的氨基芳香化合物，这种方法广泛应用于生产医药、染料和聚合物等化学过程。但是，裸金纳米粒子由于其高的表面能，通常在反应过程中聚集，这会导致催化活性显著降低。为了提高催化剂的稳定性，AuNPs被固定在合适的载体材料，如碳材料，金属或半金属氧化物材料等。然而，在表面固定纳米粒子是费时的，并且通常需要经过复杂实验过程和材料表面功能化的支持。此外，有毒和危险成分的添加用于加氢反应和催化剂的合成也会带来一些环境问题。

生物结构和纳米材料的结合，例如，细胞-金属耦合的实现，正在成为人们关注的焦点。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种细菌金纳米粒子复合物及其制备方法和应用，该细菌金纳米粒子复合物可以直接用于邻硝基苯胺的催化加氢反应。

本发明首先提供一种细菌金纳米粒子复合物，该复合物是在嗜热产氢菌CBS-Z^T表面原位复合金纳米粒子后得到的。

本发明还提供一种细菌金纳米粒子复合物的制备方法，该方法包括：

在厌氧条件下，在培养基中培养CBS-Z^T，然后加入HAuCl₄·3H₂O继续培养，得到细菌金纳米粒子复合物。

优选的是，所述的培养基为DSMZ 516培养基。

优选的是，所述的培养CBS-Z^T的条件为：培养温度为60-80℃，培养时间为20-24小时。

优选的是，所述的HAuCl₄·3H₂O的浓度为150-200μM。

优选的是，所述的加入HAuCl₄·3H₂O继续培养的时间为12-24h。

本发明还提供上述细菌金纳米粒子复合物的应用，所述的细菌金纳米粒子复合物用于邻硝基苯胺的催化加氢反应。

优选的是，所述的催化加氢反应具体为：