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超薄MOF混合纳米片催化的串联反应

来源: X-MOL 2017-07-27 16:17:54

超薄二维（2D）纳米材料如石墨烯、氮化硼、过渡金属二硫化物、层状金属氧化物以及氢氧化物等因具有独特的物理化学性质日益受到研究者的关注。超薄金属-有机框架（MOF）纳米片作为这一家族的新成员更是受到人们的追捧。可控有序的孔状结构和高比表面积使MOF纳米片在气体分离、催化以及生物传感等领域有着广泛的应用。相比于体积大的MOF晶体材料，二维MOF纳米片有着独特的优势，比如表面积更大，这能促进底物分子与其表面上活性位点的充分接触，让二维MOF纳米片在催化以及传感领域都有不错表现。

酶是自然界中高效的生物大分子催化剂，在很多反应上表现出了很好的催化活性和选择性。受自然界多酶系统的启发，新加坡南洋理工大学的张华（Hua Zhang）教授（点击查看介绍）课题组设计合成了载有金纳米颗粒的二维超薄金属卟啉MOF纳米片，其中金纳米颗粒具有葡萄糖氧化酶的功能而金属卟啉MOF纳米片能模拟过氧化物酶，合在一起可以用作串联反应催化剂。另外，这种混合体系还可以用于检测生物分子，例如葡萄糖。相关工作发表在Advanced Materials 上。

纳米薄片制备

作者首先制备了金属卟啉作为配体、桨状Cu2(COO)4作为金属结点的二维MOF薄片，用Cu-TCPP(M)表示，每一个金属卟啉配体与四个Cu2(COO)4相连，得到的纳米片大小在几百纳米至几微米之间，AFM显微镜下纳米片的厚度在4.1 nm左右。在此基础上，他们将其浸没在HAuCl4溶液中，使用NaBH4还原得到带有金纳米颗粒的薄片，其中金纳米颗粒的大小在2.1 nm左右。

材料学

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