CN109692972B - PtPd纳米花制备方法及利用PtPd纳米花催化反应的过氧化氢浓度检测方法 - Google Patents

PtPd纳米花制备方法及利用PtPd纳米花催化反应的过氧化氢浓度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种PtPd纳米花制备方法及利用PtPd纳米花催化反应的过氧化氢溶液浓度检测方法，本发明的PtPd纳米花制备方法包括将H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液、Na2PdCl4溶液在离心管中均匀混合；加入F127作为模板，并加入盐酸溶液，待F127溶解；以及加入首次抗坏血酸溶液后，将离心管置于超声机中进行超声分散，且超声过程中每隔设定时间加入一次抗坏血酸溶液；和进行离心分离，分离产物由超纯水水洗多次，再采用乙醇洗涤多次后晾干。本发明所述的PtPd纳米花制备方法可得到PtPd纳米花，其制作方法简单，且获得的PtPd纳米酶不易失活并重复利用率高，而能够很好的用于纳米酶催化反应中。

Description

PtPd纳米花制备方法及利用PtPd纳米花催化反应的过氧化氢 浓度检测方法
技术领域
本发明涉及化工制备及检测技术领域，特别涉及一种PtPd纳米花制备方法，同时本发明也涉及一种利用该PtPd纳米花催化反应进行过氧化氢浓度检测的检测方法。
背景技术
目前，纳米酶因其优异的性能而备受关注，与天然酶相比，纳米酶抗变性稳定、成本低，耐高浓度底物，存储条件灵活，且催化活性易于操作。Pt纳米粒子作为一种模拟酶，具有过氧化物酶催化活性。然后由于成本高、耐用性差和易于集中等特点，在很大程度上限制了其应用。
近年来，以Pd为基础的纳米酶具有成本低、可用性高，以及耐中毒等优点，但这种纳米酶的低活性也使其不适合作为生物传感器中的纳米酶。现有技术中对PtPd双金属合金的过氧化物酶催化活性的研究已经有了一定的发展，不过加入Pd粒子使得Pt具有高模拟酶活性的PtPd纳米结构的合成仍有着较大的难度。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种PtPd纳米花制备方法，以可提供一种制作简单的PtPd双金属纳米酶。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种PtPd纳米花制备方法，该制备方法包括：
a、将H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液、Na2PdCl4溶液在离心管中均匀混合；
b、加入F127作为模板，并加入盐酸溶液，待F127溶解；
c、加入首次抗坏血酸溶液后，将离心管置于超声机中进行超声分散，且超声过程中每隔设定时间加入一次抗坏血酸溶液；
d、进行离心分离，分离产物由超纯水水洗多次，再采用乙醇洗涤多次后晾干即得PtPd纳米花。
进一步的，H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液和Na2PdCl4溶液的浓度相同，且三者的加入比例为2：3：1。
进一步的，超声分散的超声频率为50Hz、温度为40℃，超声时间为4h。
进一步的，每次加入的抗坏血酸溶液的量相同。
进一步的，超声过程中加入六次抗坏血酸溶液。
进一步的，离心分离的离心转速为12000rad/h。
进一步的，超纯水水洗3-5次，乙醇洗涤3-5次。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明的PtPd纳米花制备方法，通过H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液、Na2PdCl4溶液混合，并以F127作为模板，通过加入抗坏血酸下的超声分散及后续的离心分离，便可得到PtPd纳米花。
而且本发明的PtPd纳米花制备方法有如下的优势：
第一，制作方法简单，原料只有三种，简单易配；还原方式简单，只用抗坏血酸和浓盐酸即可控制还原和还原速率；仅用超声法即可，无需另外加入磁子或转子，也无需用油锅加热或程序加热等复杂方式进行加热；
第二，PtPd纳米酶不易失活，合金纳米粒子性能稳定，形貌不易改变，不易发生氧化反应；
第三，重复利用率高，每一次催化反应后，形貌和性质稳定不易改变，并和反应前几乎没有差别，且重复利用多次后，形貌性质依然稳定，因此能够重复利用多次，而能够很好的用于纳米酶催化反应中。
本发明的另一目的在于提出一种过氧化氢溶液浓度检测方法，该检测方法包括：
a、将待检测H2O2溶液加入到PH为4.0的醋酸醋酸钠缓冲液中，再加入TMB溶液和PtPd纳米花浊液进行反应，并待溶液变色，所述PtPd纳米花浊液通过由如上所述的PtPd纳米花制备方法所制备的PtPd纳米花用蒸馏水配置而成；
b、通过光电比色法对变色后的溶液进行检测，并由变色后溶液的吸光度进行计算以获得H2O2溶液的浓度。
进一步的，步骤a中的反应温度为25℃，TMB溶液为TMB固体由乙醇溶解得到。
进一步的，所述醋酸醋酸钠缓冲液由浓度相同的HCN溶液和NaCN溶液按1：1比例混合，并将PH校正到4.0得到。
本发明的过氧化氢溶液浓度检测方法，通过前述制备的PtPd纳米花进行催化反应，以使加入待测H2O2溶液的溶液反应变色，同时通过光电比色法对变色后溶液进行检测，进而即可得到H2O2溶液的浓度。该方法简单、催化条件温和，且各溶液试剂制备简单，检测范围广，而有着很好的实用性。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例涉及PtPd纳米花的制备，以及利用该制备的PtPd纳米花的催化反应进行过氧化氢溶液浓度的检测。
其中，PtPd纳米花的制备包括将H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液和Na2PdCl4溶液在离心管中均匀混合，再加入F127作为模板，并加入盐酸溶液且待F127溶解，然后加入首次抗坏血酸溶液后，将离心管置于超声机中进行超声分散，且超声过程中每隔设定时间加入一次抗坏血酸溶液，最后进行离心分离，且分离产物由超纯水水洗多次，再采用乙醇洗涤多次后晾干即得到PtPd纳米花。
上述PtPd纳米花的制备中，H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液和Na2PdCl4溶液的浓度相同，且三者的加入比例为2：3：1。超声分散的超声频率为50Hz、温度为40℃，超声时间为4h。此外，超声过程中每次加入的抗坏血酸溶液的量相同，且超声过程中加入两次抗坏血酸溶液。而离心分离的离心转速为12000rad/h，离心后的产物由超纯水水洗3-5次，乙醇洗涤3-5次。
由上述制得的PtPd纳米花催化反应进行过氧化氢溶液浓度的检测时，其具体包括将待检测的H2O2溶液加入到PH为4.0的醋酸醋酸钠缓冲液中，再加入TMB溶液和PtPd纳米花浊液进行反应，并待溶液变色，然后通过光电比色法对变色后的溶液进行检测，并由变色后溶液的吸光度进行计算以获得H2O2溶液的浓度。
上述检测中PtPd纳米花浊液通过前述制备的PtPd纳米花用蒸馏水配置而成，而且检测中的反应温度为25℃，而醋酸醋酸钠缓冲液则由浓度相同的HCN溶液和NaCN溶液按1：1比例混合，并将PH校正到4.0得到。
另外，前述检测得到变色后溶液吸光度后，获得H2O2溶液浓度的定量分析过程具体为由该吸光度值根据H2O2浓度标准曲线方程计算得到H2O2溶液的浓度值。而该H2O2浓度标准曲线方程为将已知的含有不同浓度的过氧化氢标准溶液与PH为4.0的醋酸醋酸钠缓冲液以及TMB溶液和PtPd纳米花浊液重复以上的显色反应。然后可采用紫外-可见分光光度计通过光电比色法测定吸光度，并以吸光度值为纵坐标，过氧化氢的浓度为横坐标，以此绘制H2O2浓度-吸光度曲线并得出H2O2浓度标准曲线方程。
下面将以具体实例来进一步说明本实施例的PtPd纳米花的制备及对H2O2溶液浓度的检测。
以下实例中，所用的氯铂酸(H2PtCl6)购自上海麦克林试剂有限公司，氯亚铂酸钾(K2PtCl4)和氯钯酸钠(Na2PdCl4)购自上海阿拉丁试剂有限公司。
且，H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液和Na2PdCl4溶液通过称取相应固体，加入蒸馏水后得到对应溶液。盐酸溶液通过浓盐酸由超纯水稀释得到，抗坏血酸溶液通过称取抗坏血酸固体加入超纯水得到，TMB溶液通过称取TMB固体加入乙醇得到。
实例
量取20mmol/L的H2PtCl6溶液1.2ml加入10ml离心管，再取20mmol/L的K2PtCl4溶液1.8ml加入离心管，取20mmol/L的Na2PdCl4溶液0.6ml加入离心管。再向离心管加入60mg的F127固体，并取6mol/L的盐酸溶液60μL加入离心管，等待F127固体溶解。
接着，再向离心管中加入0.5ml的0.1mol/L的抗坏血酸溶液，将离心管置于超声机中，且使超声机中的水位没过离心管内溶液液面高度，再将超声机频率设为50Hz，温度设为40℃，超声时间设为4小时进行超声分散。超声分散过程中，每隔40分钟加入0.5ml的0.1mol/L抗坏血酸溶液，共加入六次。
待超声反应完成后，将反应产物进行离心分离，离心转速为12000rad/h，然后离心产物用蒸馏水水洗5次，水洗干净后再用乙醇洗涤5次，产物晾干，得到PtPd纳米花。
将制备的PtPd纳米花用蒸馏水配置成为0.1mg/ml，向2ml的离心管中加入930μL的0.05mmol/L、PH4.0的醋酸醋酸钠缓冲液，再加入50μL的7.5mmol/L的TMB溶液，加入10μL的待测过氧化氢溶液，并加入10μL纳米花浊液。然后在25℃温度下反应30分钟，等待反应溶液变色。溶液变色后，采用紫外-可见分光光度计测定变色溶液的吸光度，其吸光值为0.734，且根据H2O2浓度标准曲线方程得到待测过氧化氢溶液的浓度为783.8μmol/L。
除了以上实例，发明人亦通过对上述实例中的各溶液的加入量进行相应调整，并重复以上的制备及检测步骤，发明人发现由所制备的PtPd纳米花的催化反应用于过氧化氢溶液浓度检测中，其对过氧化氢溶液浓度的检测范围在0.005μmol/L-2000μmol/L之间。而且发明人亦选用制得的同一批次的PtPd纳米酶，重复进行了多次上述过氧化氢浓度检测过程，其获得的过氧化氢溶液浓度的检测范围依然在以上数值区间内，此也即表面本实施例的PtPd纳米酶有着不易失活，且能够进行重复利用的特点，其可很好的适用于过氧化氢溶液浓度的检测工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PtPd纳米花制备方法，其特征在于：该制备方法包括：
a、将H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液、Na2PdCl4溶液在离心管中均匀混合，H2PtCl6溶液、K2PtCl4溶液和Na2PdCl4溶液的浓度相同，且三者的加入比例为2：3：1；
b、加入F127作为模板，并加入盐酸溶液，待F127溶解；
c、加入首次抗坏血酸溶液后，将离心管置于超声机中进行超声分散，且超声过程中每隔设定时间加入一次抗坏血酸溶液；
d、进行离心分离，分离产物由超纯水水洗多次，再采用乙醇洗涤多次后晾干即得PtPd纳米花。
2.根据权利要求1所述的PtPd纳米花制备方法，其特征在于：超声分散的超声频率为50Hz、温度为40℃，超声时间为4h。
3.根据权利要求1所述的PtPd纳米花制备方法，其特征在于：每次加入的抗坏血酸溶液的量相同。
4.根据权利要求3所述的PtPd纳米花制备方法，其特征在于：超声过程中加入六次抗坏血酸溶液。
5.根据权利要求1所述的PtPd纳米花制备方法，其特征在于：离心分离的离心转速为12000rad/h。
6.根据权利要求1所述的PtPd纳米花制备方法，其特征在于：超纯水水洗3-5次，乙醇洗涤3-5次。
7.一种过氧化氢溶液浓度检测方法，其特征在于：该检测方法包括：
a、将待检测H2O2溶液加入到PH为4.0的醋酸醋酸钠缓冲液中，再加入TMB溶液和PtPd纳米花浊液进行反应，并待溶液变色，所述PtPd纳米花浊液通过由权利要求1所述的PtPd纳米花制备方法所制备的PtPd纳米花用蒸馏水配置而成；
b、通过光电比色法对变色后的溶液进行检测，并由变色后溶液的吸光度进行计算以获得H2O2溶液的浓度。
8.根据权利要求7所述的过氧化氢溶液浓度检测方法，其特征在于：步骤a中的反应温度为25℃，TMB溶液为TMB固体由乙醇溶解得到。
9.根据权利要求7所述的过氧化氢溶液浓度检测方法，其特征在于：所述醋酸醋酸钠缓冲液由浓度相同的HCN溶液和NaCN溶液按1：1比例混合，并将PH校正到4.0得到。
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