CN104741618B - 利用棉铃虫核型多角体蛋白提取物制备铂纳米线的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用棉铃虫核型多角体蛋白提取物制备铂纳米线的方法，其主要是将棉铃虫核型多角体病毒原粉离心提纯后用超纯水重悬，加入碱解液处理，再加入氯仿震荡均匀，取上清液超速离心后，加入超纯水溶解沉淀斑，即获得多角体蛋白提取物；在获得的提取物中加入K2PtCl6溶液，充分混匀，于室温下空气浴摇床孵化20～50h，用NaOH溶液调节pH值到7～9，继续孵化20～50h；加入NaBH4溶液进行还原后得到具有网状结构的铂纳米线。本发明提供一种结构、形态分布均匀、尺寸可调控，稳定性较好的简单绿色铂纳米线的合成方法，所制得的网状铂纳米线，形貌均匀，结构稳定，在燃料电池，生物传感和有机催化等方面具有很好的潜在应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米材料的制备方法，特别是制备铂纳米线的方法。
背景技术
贵金属纳米材料表现出独特的体积效应，表面效应，电催化活性和各种有机反应催化活性等特性。贵金属纳米晶材料形貌与尺寸的有效控制与研究可以极大的提高它们的催化活性，从而可以为人类的生产与生活提供便利。所以人们通过高能球磨法、溶胶凝胶法、水热法、气相沉积法、液相沉积法、微乳液法、模板合成法等获得结构、形态、尺寸可调控，分布均匀，稳定性较好的贵金属纳米材料。随着科技的进步与发展，人们开始尝试利用自然界存在的有机生物分子控制合成纳米材料，而其中铂纳米线最具研究潜力。
近年来，具有网状结构的二维铂纳米线的研究引起了人们的广泛关注。为此人们尝试不同的方法，采用不同的还原剂来控制二维铂纳米线的制备，并试图进一步探究其形成机理。例如,Zhongrong Shen等(Chem.Commun.2007,245–247)通过在DMF和甲苯的环境中用NaBH4还原前驱物，形成了网状的铂纳米线。Bao Yu Xia等(J.Am.Chem.Soc.2013,135,9480-9485)将铂金属盐和KOH加入到乙二醇和DMF的混合溶液中，通过溶剂热法制备出分布均匀，尺寸可控的铂纳米线。另外，Subrata Kundu等(J.Phys.Chem.C,2010,114,7700-7709)以CTAB,2,7-DHN为稳定剂在紫外照射下合成了纳米线。这几种方法的制备条件苛刻，对设备要求较高。并且这些方法多使用有机溶剂，对环境产生危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备条件温和、无毒无污染、设备成本低的利用棉铃虫核型多角体蛋白提取物制备铂纳米线的方法。本发明主要是对棉铃虫核型多角体进行静置碱解，氯仿萃取、超离重悬得到多角体蛋白提取物，然后进行孵化及还原，制得具有网状结构的铂纳米线。
本发明的技术方案如下：
(1)每20mg多角体病毒提纯后，沉淀物用1mL的超纯水溶解，得到多角体悬液。按碱解液与多角体悬液体积比为1：20～50加入碱解液静置30～90min。上述碱解液为0.3mol/L碳酸钠，0.5mol/L氯化钠和0.03mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液的混合液。再按氯仿与多角体悬液体积比为1：2～4加入氯仿震荡均匀，离心后取上清液，用NaOH溶液调节PH值为6～7，在4℃冰箱静置12～24h后将上清液装入超离管，超速离心后弃去上清液，用超纯水溶解沉淀斑，即获得多角体蛋白提取物，并将所得提取物在零下105度冻干。
(2)称取多角体蛋白提取物冻干粉末配制10～40μg/mL溶液，按体积比即K2PtCl6溶液：多角体蛋白提取物溶液＝1：4～6的比例，在多角体蛋白提取物溶液中加入浓度为5～20mM的K2PtCl6溶液，充分混匀，于室温下空气浴摇床孵化20～50h。然后用NaOH溶液调节pH值到7～9，继续孵化20～50h。按NaBH4与K2PtCl6摩尔比为1～2：2的比例逐滴加入浓度为5～20mM的NaBH4溶液进行还原，即得到直径为4～10nm具有网状结构的铂纳米线。
本发明与现有技术相比有如下优点：
1、反应条件温和，操作简单，无污染物。
2、采用的棉铃虫核型多角体蛋白提取物作为原料，廉价易得、无毒。
3、所制得的网状铂纳米线，形貌均匀，结构稳定，具有很好的潜在应用价值。
附图说明
图1是实施例1所得到的铂纳米线的TEM图。
图2是实施例2所得到的铂纳米线的TEM图。
图3是实施例2所得到的铂纳米线的TEM图。
图4是实施例3所得到的铂纳米线的TEM图。
具体实施方式
实施例1
每20mg多角体病毒提纯后，沉淀物用1mL的超纯水溶解，得到多角体悬液。取10mL多角体悬液加入500μL碱解液，该碱解液为0.3mol/L碳酸钠，0.5mol/L氯化钠和0.03mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液的混合液，静置30min。再加入5mL氯仿震荡均匀，离心后取上清液，用NaOH溶液调节pH值为6，在4℃冰箱静置12h后将上清液装入超离管，超速离心后弃去上清液，用超纯水溶解沉淀斑，即获得多角体蛋白提取物，并将所得提取物在零下105度冻干。
称取多角体蛋白提取物冻干粉末配制成10μg/mL的提取物溶液，取800μL蛋白提取物溶液，加入200μL浓度为5mM的K2PtCl6溶液，充分混匀，于室温下空气浴摇床孵化25h。用NaOH溶液调节pH值到7，继续摇床孵化20h。然后逐滴加入浓度为5mM的NaBH4溶液100μL进行还原，即得到直径为5～10nm粒子状结构的铂纳米线。如图1所示，可以看出所制得的铂纳米线分散均匀，但其边缘呈现粒子状，可能是由于加入还原剂量较少不足以将金属完全还原，所以边缘金属比较稀疏成粒子状。
实施例2
每20mg多角体病毒提纯后，沉淀物用1mL的超纯水溶解，得到多角体悬液。取10mL多角体悬液加入200μL碱解液，该碱解液为0.3mol/L碳酸钠，0.5mol/L氯化钠和0.03mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液的混合液，静置60min。再加入4mL氯仿震荡均匀，离心后取上清液，用NaOH溶液调节pH值为7，在4℃冰箱静置24h后将上清液装入超离管，超速离心后弃去上清液，用超纯水溶解沉淀斑，即获得多角体蛋白提取物，并将所得提取物在零下105度冻干。
称取冻干多角体蛋白提取物配制成30μg/mL的提取物溶液，取1mL蛋白提取物溶液，加入200μL溶液浓度为10mM的K2PtCl6溶液，充分混匀，于室温下空气浴摇床孵化50h，用NaOH溶液调节pH值为8，继续孵化50h，然后逐滴加入浓度为10mM的NaBH4溶液200μL进行还原，即得到直径为4～6nm具有网状结构的铂纳米线。
如图2，图3所示，从放大倍数不同的TEM图上可以看出所制得的铂纳米线分散均匀，呈网状结构，直径为4～6nm，尺寸均匀。
实施例3
每20mg多角体病毒提纯后，沉淀物用1mL的超纯水溶解，得到多角体悬液。取10mL多角体悬液加入400μL碱解液，该碱解液为0.3mol/L碳酸钠，0.5mol/L氯化钠和0.03mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液的混合液，静置90min。再加入2.5mL氯仿震荡均匀，离心后取上清液，用NaOH溶液调节pH值为6.5，在4℃冰箱静置18h后将上清液装入超离管，超速离心后弃去上清液，用超纯水溶解沉淀斑，即获得多角体蛋白提取物，并将所得提取物在零下105度冻干。
称取多角体蛋白提取物冻干粉末配制成40μg/mL的提取物溶液，取1200μL蛋白提取物溶液，加入200μL溶液浓度为20mM的K2PtCl6溶液，充分混匀，于室温下空气浴摇床孵化20h。用NaOH溶液调节pH为9后，继续孵化20h。然后逐滴加入浓度为20mM的NaBH4溶液150μL进行还原，即得到直径为5～10nm具有网状结构的铂纳米线。如图4所示，可以看出所制得的铂纳米线分散均匀，呈网状结构，与实施例2相比合成的纳米线成线性较差，且产生部分团聚，这由于蛋白浓度过大，金属再局部所拥有的附着点过多所引起的。
Claims (1)
1.一种利用棉铃虫核型多角体蛋白提取物制备铂纳米线的方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)每20mg多角体病毒提纯后，沉淀物用1mL的超纯水溶解，得到多角体悬液，按碱解液与多角体悬液体积比为1：20～50加入碱解液静置30～90min，上述碱解液为0.3mol/L碳酸钠，0.5mol/L氯化钠和0.03mol/L乙二胺四乙酸二钠溶液的混合液，再按氯仿与多角体悬液体积比为1：2～3加入氯仿震荡均匀，离心后取上清液，用NaOH溶液调节PH值为6～7，在4℃冰箱静置12～24h后将上清液装入超离管，超速离心后弃去上清液，用超纯水溶解沉淀斑，即获得多角体蛋白提取物，并将所得提取物冻干；
(2)称取多角体蛋白提取物冻干粉末配制10～40μg/mL溶液，按体积比即K2PtCl6溶液：多角体蛋白提取物溶液＝1：4～6的比例，在多角体蛋白提取物溶液中加入浓度为5～20mM的K2PtCl6溶液，充分混匀，于室温下空气浴摇床孵化20～50h，然后用NaOH溶液调节pH值到7～9，继续孵化20～50h，按NaBH4与K2PtCl6摩尔比为1～2：2的比例逐滴加入浓度为5～20mM的NaBH4溶液进行还原，即得到直径为4～10nm具有网状结构的铂纳米线。
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