[发明专利]一种Fe3

说明书

本发明公开了一种Fe₃O₄@CuO_x复合材料，属于纳米酶技术领域，包括Fe₃O₄和CuO_x混合物，所述Fe₃O₄和CuO_x混合物的质量比为1:10，其中，CuO_x混合物为CuO与CuO₂的混合物，所述CuO与CuO₂的质量比为2:23。本发明采用水热法制备Fe₃O₄@CuO_x复合材料，制备的Fe₃O₄@CuO_x材料具有过氧化物酶活性。不同于单独的Fe₃O₄和CuO₂，Fe₃O₄@CuO_x中CuOx为混合物，大幅度提高Fe₃O₄的过氧化物酶活性，材料性质稳定，很容易被外磁体分离。同时Fe₃O₄@CuO_x复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好抗菌活性。

技术领域

本发明属于纳米酶技术领域，涉及一种Fe₃O₄@CuO_x复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

天然酶与我们日常生活息息相关，它能够提高全人类的生活标准，极大促进各个国家和地区的经济发展和社会进步，为提高综合国力和经济实力奠定基础。传统天然酶已经不能满足在制药、食品、生物技术、化学工业、医疗领域向更高深更先进的方向发展，所以研究可替代天然酶的人工酶是近些年首要解决问题。

纳米材料因为其特有的尺寸效应，能够合理避免传统材料的不足，近年来已成为各类研究领域的热点课题。在科学不断发展的现代社会，新型材料的应用已非常广泛且极其重要，它的开发及其用途也备受人们关注。最近，许多纳米材料，如Fe₃O₄，石墨烯量子点(GQDs)和石墨氮化碳(g-C3N4)都表现出类似过氧化物酶的性质。这些所谓的人工酶模拟物可以催化底物的氧化，如3,3,55-四甲基联苯胺(TMB)和2,2-氮-双-(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸(ABTS)在O₂存在下形成多种显色产物。它们还被用于通过催化H₂O₂生成·OH来提高H₂O₂的抗菌效率。例如，Au/g-C₃N₄纳米杂化物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出良好的抗菌活性；除过氧化物酶样纳米酶，通过纳米科学和纳米技术设计具有显著抗菌活性的纳米酶材料，也可以很好解决抗菌活性问题。例如，金属(如Ag)和金属过氧化物(如MO₂和CuO₂)等纳米材料被认为是克服包括耐药性在内的传统治疗方法的新机遇。其中过氧化铜的发现，为纳米颗粒结构提供新发展路线。过氧化铜是一种芬顿型金属过氧化物纳米颗粒，具有有趣的物理化学性质，但这种抗菌剂的研究仍处于起步阶段。过氧化铜具有良好的抗菌效果，但制备过程受到限制颇多，成品稳定性差。除此外，虽然过氧化物铜表现出良好抗菌活性，但它们大多数不能轻易地从介质中分离和重复使用。同时释放的铜离子对环境造成二次污染。因此，需要进一步设计和探索具有高效过氧化物酶模拟物，以达到高度的抗菌效果。

因此，如何研发一种具有大幅度提高过氧化物酶活性能力，同时对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(e.coli)具有良好杀菌性能，并可多次重复使用的复合材料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种Fe₃O₄@CuO_x复合材料及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：