[发明专利]一种离子型共轭聚合物与二硫化钼复合纳米酶的制备方法

说明书

本发明属于高分子复合材料领域，公开了一种离子型共轭聚合物与二硫化钼复合纳米酶的制备方法。该制备方法是利用离子型共轭聚合物的水溶性侧链与钼源分子通过配位作用结合，以共轭聚合物刚性主链结构为模板，一步还原制备离子型共轭聚合物与二硫化钼纳米复合物。本发明提供的制备方法简便易行，利用一锅法进行水热反应即可制备具有高比表面积和高比例金属1T相结构的二硫化钼，呈现出优异的过氧化物酶催化活性，在生物医学领域具有很好的实用价值。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种离子型共轭聚合物与二硫化钼复合纳米酶的制备方法。

背景技术

天然生物酶是具有催化活性的一类蛋白质。由于其具有专一、高效的催化性能而备受关注。但在实际应用过程中，天然生物酶提纯过程复杂、不易储存和稳定性不足等问题极大限制其广泛应用。人工酶可以有效克服天然酶的缺点，且具有可规模化生产、便于储存、性价比高等优势。因此开发新型的人工酶具有广阔的应用前景。

近年来，二硫化钼作为一种过渡金属硫化物，具有层状结构，层内通过共价键连接，层与层之间通过范德华力连接，表现出类酶的性质，在生物医学领域具有实际应用价值。根据Mo原子价电子d轨道上的电子填充情况，二硫化钼分为2H相(三棱柱配位，晶体单胞包含两层)、1T相(正八面体配位，晶体单胞只有一层)、3R相(三棱柱配位，单胞含三层)。其中1T相结构具有类似金属的导电能力，可以提供更多的催化活性位点。但1T相的不稳定性限制了其发挥催化活性。此外，传统方法制备的二硫化钼材料，尺寸较大，颗粒容易团聚，导致活性位点被掩埋，降低使用中的催化效率以及性能稳定性。

引入高分子材料可以方便地在液相体系中控制产物的大小形貌和结构，从而制备复合人工酶，提高产物稳定性的同时优化催化性能。共轭高分子材料具有刚性的共轭骨架，可共价连接带电荷的侧链，引入与金属离子的配位作用机制，进而调控二硫化钼的大小和相结构。通过这一方法可以制备催化效率高、性能稳定、可规模化生产和储存的人工复合酶。这对高分子复合材料在模拟酶以及催化医学方面的应用具有实际价值。

发明内容

本发明的目的是克服二硫化钼水热反应产物不均匀，结构组成不可控、催化性能不稳定等缺陷，提供了一种离子型共轭聚合物与二硫化钼复合纳米酶的制备方法，具有拟过氧化物酶活性。

本发明技术方案是通过离子型共轭聚合物与前驱体溶液混合产生配位作用固定金属离子。进而进行水热反应，经过一步还原即可制备具有良好分散性，尺寸较小，可长期保存、高比例金属1T相结构的二硫化钼和共轭聚合物复合纳米酶，具有催化过氧化氢产生活性氧的能力。

本发明的具体步骤如下：

(1)称取适量的离子型共轭聚合物溶解于良溶剂中，充分搅拌均匀后超声分散，得到聚合物溶液；

(2)将一定比例的钼源分子和还原剂溶解于去离子水中，充分搅拌均匀后超声分散，得到前驱体溶液；

(3)将步骤(1)得到的聚合物溶液加入步骤(2)得到的前驱体溶液在超声条件下混合均匀后，转移至反应釜通入一定时间的惰性气体，进行一步水热反应，冷却，离心洗涤，烘干，得到共轭聚合物与二硫化钼复合物，即离子型共轭聚合物与二硫化钼复合纳米酶。

优选地，步骤(1)中，所述离子型共轭聚合物可以为含有共轭主链的聚芴，聚噻吩，聚对苯撑，聚对苯撑乙烯，聚对苯撑乙炔，聚吡咯，聚苯胺中的一种。

进一步优选地，步骤(1)中所述的离子型共轭聚合物为具有式①—⑥离子型侧链结构中的一种。

式①简称为磺酸盐共轭聚合物，式②简称为磷酸盐共轭聚合物，式③简称为羧酸盐共轭聚合物，式④简称为季铵盐共轭聚合物，式⑤简称为咪唑盐共轭聚合物，式⑥简称为吡啶盐共轭聚合物。

进一步优选地，步骤(1)中所述的离子型共轭聚合物良溶剂为乙醇、水、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种。