1.一种二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶,其特征在于:基于二维氧化钴超大的比表面积、铑纳米粒子良好的催化性能,及二者之间优越的协同增强作用,通过表面活性剂CTAB辅助“一锅法”还原制备,使钴离子形成超薄二维氧化钴的同时,铑离子被还原成铑纳米颗粒并吸附在二维氧化钴的表面,得到二维氧化钴稳定铑纳米模拟酶,2D CoO@RhNC。
2.一种制备权利要求1所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的方法,其特征在于,所述制备步骤包括:(1)称取Co(NO3)2·9H2O、RhCl3·3H2O和十六烷基三甲基溴化铵于烧杯中,加入水后超声搅拌充分溶解;
(2)室温下,将NaBH4溶解于水中,并缓慢滴加到步骤(1)的混合液中,充分搅拌反应;
(3)离心分离反应混合液,得到的固体用乙醇和去离子水充分洗涤,真空干燥后得黑色的二维氧化钴稳定铑纳米模拟酶,2D CoO@Rh NC。
3.根据权利要求2所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的制备方法,其特征是,所述
2D CoO@Rh NC的合成机理为:
高浓度的表面活性剂CTAB易于形成带正电的双层CTAB胶束,由NaBH4水解得到的带负电的OH–和带正电的Co2+凭借强的静电作用依次被吸附在双分子层表面形成弯曲状的Co氧化物纳米片;由于Rh3+/Rh0的氧化还原电势远高于Co2+/Co0,在还原剂硼氢化钠存在下Rh3+被还原为铑纳米粒子并均匀吸附在Co氧化物纳米片的表面,形成二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶。
4.根据权利要求2所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的制备方法,其特征是:所述Co(NO3)2·9H2O,RhCl3·3H2O,CTAB和NaBH4的摩尔比为1:(0.1-0.3):(1-2):(2-3),所述步骤(2)的反应时间为5-15min。
5.根据权利要求2所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的制备方法,其特征是,所述制备的具体步骤包括:(1)称取1mmol Co(NO3)2·9H2O、0.2mmol RhCl3·3H2O和1.4mmol CTAB于100mL的小烧杯中,加入25mL H2O,超声搅拌30min充分溶解;
(2)将2.6mmol NaBH4溶解于15mL H2O中,并缓慢滴加到步骤(1)的混合液中,室温下,充分搅拌反应10min;
(3)离心分离后,固体用乙醇和去离子水充分洗涤,60℃真空干燥,得到黑色2D CoO@Rh NC模拟酶。
6.一种二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的应用,所述二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶具有如权利要求1所述的结构或通过权利要求2~5任一项所述的方法制备,其特征在于:所述二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶可用于同时比色检测尿素和对氨基苯酚。
7.根据权利要求6所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的应用,其特征是,所述检测步骤为:(1)标准溶液配制:配制2D CoO@Rh NC模拟酶;
(2)实际样品的制备:
随机量取不同环境水样各1份,经4μm的微孔过滤膜过滤三次,蒸馏浓缩后制得不同的环境水样;
随机称取不同环境土壤样品各1份,用水超声浸取1周后,经4μm的微孔过滤膜过滤三次,制得不同的土壤样品;
抽样取得成年人不同时间的尿液各一份,经4μm的微孔过滤膜过滤三次备用;
(3)样品中尿素和对氨基苯酚的测定:
取2D CoO@Rh NC模拟酶标准溶液于离心管中,加入待测样品和TMB,再用pH=3.5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液定容,混合均匀,室温放置一段时间,测量250~800nm范围内的吸收光谱;
根据652nm和436nm波长处的吸光度比值的对数与尿素浓度间的线性关系,计算待测样品中尿素的含量;根据283nm处与652nm或371nm处的吸光度比值对数对数与对氨基苯酚浓度间的线性方程,计算待测样品中对氨基苯酚的浓度。
8.根据权利要求7所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的应用,其特征是:所述步骤(3)中的反应条件为:c2DCoO@RhNC=20μg/mL,pH=3.5,cTMB=0.05mM,反应时间为
50min。
9.根据权利要求7所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的应用,其特征是:所述步骤(3)中的2D CoO@Rh NC-TMB反应体系对尿素和对氨基苯酚具有专一的选择性光谱响应,并伴有可视性蓝色到棕黄色或蓝色到无色的颜色变化;
所述步骤(3)中2D CoO@Rh NC-TMB反应体系的吸收光谱强度对尿素或对氨基苯酚浓度存在线性比率关系。
10.根据权利要求6或7任一项所述的二维钴氧化物稳定铑纳米模拟酶的应用,其特征是,所述检测的反应机理为:CoO@Rh NC模拟酶具有高效的氧化模拟酶活性,能够在室温和空气存在下催化氧化TMB,生成蓝色oxTMB,对氨基苯酚具有特殊的还原性能,可选择性将蓝色的氧化物oxTMB还原成无色TMB;尿素可再将蓝色的氧化物oxTMB还原成无色TMB的同时,进一步通过自由氨基与羰基作用,形成棕黄色的亚胺;从而实现酶催化同时比色检测尿素和对氨基苯酚。