專利名稱：一種水滑石負載金納米晶的制備方法及其對血紅蛋白吸附的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金納米晶體制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到水滑石負載不同粒徑的金納米晶的制備方法，并對其吸附性能作出評價。
背景技術(shù)：
近年來，貴金屬納米晶由于在催化、電子學(xué)、以及生物學(xué)領(lǐng)域的巨大潛在應(yīng)用引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。這些納米晶的理化性質(zhì)受他們的形貌和尺寸影響，在某些結(jié)構(gòu)敏感反應(yīng)中，其活性和選擇性取決于暴露的特定晶面。因此，不同形貌納米晶的合成可以調(diào)控其吸附性能。血紅蛋白(Hemoglobin，簡稱Hb)其功能是輸送氧氣，它能把攜帶的氧經(jīng)由動脈血運送給組織，又能攜帶組織帶些所產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)靜脈血送到肺部再排除體外，其分子量約為64500，含4個肽鏈的四聚體。它是人體內(nèi)存在數(shù)量最多的蛋白質(zhì)，因此研究血紅蛋白的吸附對于理解其作用機理有重要意義。層狀復(fù)合金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides，簡寫為LDHs，又稱水滑石)是一類典型的陰離子型層狀材料，是帶正電的二維氫氧化物層板與層間陰離子通過靜電相互作用有序堆積形成三維晶體結(jié)構(gòu)，二價和三價金屬離子的氫氧化物相互間高度分散并以離子鍵構(gòu)成主體層板，層間陰離子有序排布，以靜電力平衡主體層板電荷，整體呈現(xiàn)電中性。水滑石的層板間距可通過不同實驗方法插入其他化學(xué)物質(zhì)，因而水滑石的層間區(qū)域是一個良好的化學(xué)反應(yīng)場所，具有層間交換、層間吸附、層間催化、層間聚合、層間柱撐的特性。同時粘土還具有耐熱性、耐輻射性和耐酸堿性，成為一種在吸附、離子交換和催化性能以及在光、電、磁等方面都有巨大潛力和極具誘人前景的新材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了制備具有不同負載量的水滑石負載金納米晶的方法，提高了貴金屬金的分散度，進而研究其吸附蛋白質(zhì)的反應(yīng)機理。本發(fā)明的技術(shù)方案采用離子交換方法將四氯金酸根配陰離子引入水滑石的層間，然后以AuC142_插層的MgAl-LDHs為載體，還原制備了水滑石負載不同粒徑尺寸的金納米晶吸附劑，制備出了特定晶面的金負載的水滑石，并考察了不同負載量金納米晶吸附劑對血紅蛋白的吸附性能。本發(fā)明的具體步驟如下I.氮氣保護，20-100°C水熱條件下配制鎂鋁水滑石與四氯金酸或可溶的四氯金酸鹽混合溶液，鎂鋁水滑石中鋁的含量與四氯金酸或可溶的四氯金酸鹽的物質(zhì)的量比為 1:2-2: 1，攪拌反應(yīng)2_36h，離心洗滌干燥，得到四氯金酸根插層的水滑石；II.將步驟I所得插層產(chǎn)物加入0. 2-1M的KBH4或NaBH4冰水溶液中，四氯金酸根與KBH4或NaBH4的摩爾比1 20_1 10，氮氣保護條件下反應(yīng)10_3乩，離心洗滌干燥，得到水滑石負載金納米晶。
步驟I所述的鎂鋁水滑石的化學(xué)式是M&_XA1X (OH) 2 (NO3) x · mH20,其中 0. 2 ^ x^ 0.33, m為結(jié)晶水數(shù)量，取值范圍為0. 5_9。步驟I所述的鎂鋁水滑石采用共沉淀法、成核晶化隔離法、非平衡晶化法或水熱合成法制備。步驟I配制的混合溶液中四氯金酸或可溶的四氯金酸鹽的濃度為0. 2-1M。步驟I所述的四氯金酸為HAuCl4 · 3H20，可溶的四氯金酸鹽為四氯金酸鈉。采用本發(fā)明的制備方法合成出了特定晶面的金負載的水滑石，調(diào)控原料的不同配比可得不同負載量的水滑石負載不同粒徑尺寸的金納米晶，提高了貴金屬金的分散度，進而研究其對血紅蛋白的吸附效果，發(fā)現(xiàn)其可作為吸附劑表現(xiàn)出較高的吸附性能。


圖1是本發(fā)明實施例1得到的鎂鋁水滑石(a)、還原法制備的水滑石負載金納米晶 (b)，實施例2還原法制備的水滑石負載金納米晶(c)的XRD圖。圖2是實施例1得到的水滑石負載金納米晶的HRTEM圖。圖3是實施例2得到的水滑石負載金納米晶的HRTEM圖。圖4是實例1制備的水滑石負載金納米晶(b)和實例2制備的水滑石負載金納米晶(a)吸附血紅蛋白反應(yīng)的吸附效率。
具體實施例方式本發(fā)明采用Siimadu XRD-6000型粉末X射線衍射儀對制備的產(chǎn)物進行定性分析， 采用Hitachi S-4700型透射電子顯微鏡進行樣品形貌分析，采用島灃公司的UV-2501PC型紫外光譜儀，日本島灃7500型等離子體發(fā)射光譜儀測定樣品中Mg，Al，Au元素的組成。實施例11.采用成核晶化隔離法制備水滑石，具體方法為稱取51. 28gMg(NO3)2 · 6H20和 37. 51g Al (NO3) 3 ·9Η20溶解在去離子水中配成80mL混合鹽溶液，稱取24. OOg NaOH溶解在去離子水中配成IOOmL堿溶液，將兩種混合溶液同時加入全返混液膜反應(yīng)器，調(diào)節(jié)反應(yīng)器轉(zhuǎn)子與定子之間的狹縫寬度為2mm，工作電壓為140V，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為5000rpm，將得到的混合漿液轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中加熱攪拌，氮氣保護，70°C回流晶化24小時后用去離子水充分洗滌至上層液無色，于70°C干燥12小時，得到鎂鋁水滑石，其化學(xué)式是:M&_XA1X (OH)2 (NO3)x ·πιΗ20，其中χ = 0. 33，m為結(jié)晶水數(shù)量，m = 2. 3 ；2.離子交換法制備四氯金酸根插層的水滑石氮氣保護下配制步驟1得到的鎂鋁水滑石與HAuCl4 · 3H20的混合溶液，鎂鋁水滑石中鋁的含量與HAuCl4 · 3H20的物質(zhì)的量比為1 1，HAuCl4 · 3H20的濃度為0. 5M，在70°C攪拌下晶化2h，離心洗滌干燥；3.還原法制備水滑石負載金納米晶稱取Ig KBH4,溶于15mL冰水中，將步驟2所得插層產(chǎn)物加入其中，四氯金酸根與KBH4W摩爾比1 15，氮氣保護反應(yīng)Mh，離心洗滌干燥，得到的水滑石負載金納米晶的金負載率為7. 5wt%。吸附血紅蛋白反應(yīng)取0.5g上述制備的水滑石負載金納米晶在室溫條件下以 25ml, pH值為6. 86的磷酸鹽緩沖溶液為溶劑，在800分鐘條件下吸附血紅蛋白，血紅蛋白濃度250mg/g，UV-vis測吸附容量，縱軸為吸附量百分比。
對產(chǎn)物進行表征由圖1中a為鎂鋁硝酸根水滑石的XRD圖，b為還原法制備的水滑石負載金納米晶的XRD圖，由圖b可知，在θ =37°，46°，65°處出現(xiàn)了金晶體的衍射峰，正對應(yīng)金的一組衍射峰，分別是(111)、000)、Q20)晶面，證明金晶體生成。實施例21.同實施例1。2.離子交換法制備四氯金酸根插層的水滑石氮氣保護下配制步驟1得到的鎂鋁水滑石與HAuCl4 · 3Η20的混合溶液，鎂鋁水滑石中鋁的含量與HAuCl4 · 3Η20的物質(zhì)的量比為2 1，HAuCl4 · 3Η20的濃度為0. 5Μ，在70°C攪拌下晶化2h，離心洗滌干燥；3.還原法制備水滑石負載金納米晶稱取Ig KBH4,溶于15mL冰水中，將步驟2所得插層產(chǎn)物加入其中，四氯金酸根與KBH4W摩爾比1 15，氮氣保護反應(yīng)Mh，離心洗滌干燥，得到的水滑石負載金納米晶的金負載率為0. 85wt%。對產(chǎn)物進行表征如圖Ic為實施例2所得的插層水滑石的XRD圖，有金晶體的衍射峰出現(xiàn)，但是衍射峰強度不是很強，證明了金晶體的負載量不是很高。
權(quán)利要求
1. 一種水滑石負載金納米晶的制備方法，其特征在于具體步驟如下1.氮氣保護，20-100°C水熱條件下配制鎂鋁水滑石與四氯金酸或可溶的四氯金酸鹽混合溶液，鎂鋁水滑石中鋁的含量與四氯金酸或可溶的四氯金酸鹽的物質(zhì)的量比為 1:2-2: 1，攪拌反應(yīng)2-36h，離心洗滌干燥，得到四氯金酸根插層的水滑石；II.將步驟I所得插層產(chǎn)物加入0. 2-1M的KBH4或NaBH4冰水溶液中，四氯金酸根與 KBH4或NaBH4的摩爾比1 20_1 10，氮氣保護條件下反應(yīng)10_3乩，離心洗滌干燥，得到水滑石負載金納米晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水滑石負載金納米晶的制備方法，其特征在于步驟I 所述的鎂鋁水滑石的化學(xué)式是=Mg1^xAlx(OH)2(NO3)x · mH20，其中0. 2 ^ χ ^ 0. 33, m為結(jié)晶水數(shù)量，取值范圍為0. 5-9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水滑石負載金納米晶的制備方法，其特征在于步驟I所述的鎂鋁水滑石采用共沉淀法、成核晶化隔離法、非平衡晶化法或水熱合成法制備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水滑石負載金納米晶的制備方法，其特征在于步驟I 配制的混合溶液中四氯金酸或可溶的四氯金酸鹽的濃度為0. 2-1M。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種水滑石負載金納米晶的制備方法，其特征在于所述的四氯金酸為HAuCl4 · 3H20，可溶的四氯金酸鹽為四氯金酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于金納米晶體制備技術(shù)領(lǐng)域的一種水滑石負載不同粒徑尺寸的金納米晶的制備方法，并對其吸附性能作出評價。本發(fā)明首先采取離子交換法，制得四氯金酸根插層的水滑石，然后以硼氫化鈉或硼氫化鉀為還原劑，水熱還原四氯金酸根插層的水滑石獲得了水滑石負載的不同尺寸的金納米晶，進而研究其對血紅蛋白的吸附效果，發(fā)現(xiàn)其可作為吸附劑表現(xiàn)出較高的吸附性能。
文檔編號B01J20/30GK102211013SQ201110093850
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者何丹丹, 衛(wèi)敏, 郭志潔, 靳蘭 申請人:北京化工大學(xué)