CN115554975A - 一种吸附材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸附材料及其制备方法和应用，属于透析液净化材料技术领域。解决现有技术中可佩戴人工肾的透析液净化装置中吸附材料的吸附性、选择性、稳定性仍有待进一步提升的技术问题。本发明的吸附材料为二氧化铈修饰的花状二硫化钼复合材料。本发明的吸附材料是利用水热法制备，可以作为尿毒症毒素的高效吸附剂。与活性炭和MoS2相比，本发明的吸附材料是一种高吸附性、高选择性和高稳定性的透析液净化材料；本发明的吸附材料在动态条件下具有良好的尿毒症毒素吸附性能；本发明的吸附材料的高效的吸附性能和良好的生物相容性，使其在实际应用中会是一种安全有效的尿毒症毒素吸附剂。

Description

一种吸附材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及透析液净化材料技术领域，具体涉及一种吸附材料及其制备方法和应用。
背景技术
可佩戴人工肾的透析液净化装置中的尿毒症毒素包括：尿素、尿酸、肌酐等，这些毒素的去除是一项具有挑战性的研究课题。目前研究较多的是使用新型的吸附剂替代纳米材料用于毒素的去除，如多孔道活性炭、Ti3C2Tx片层迈科烯(MXene)、锆基金属有机框架化合物(Zr-MOF)以及Zn1-xMgxFe2O4等。但这些材料也存在不足之处：(1)吸附性质单一、无选择性；(2)制备过程复杂、有毒性物质参与；(3)稳定性差、吸附性质不高等；(4)生物相容性差；这些不足之处严重限制了这种新型吸附剂的实际应用。
为了克服这些不足之处，公开号为CN114573029A的中国专利申请公开了一种具有二维超薄纳米片结构、层间距为
Figure BDA0003888335270000011
基面存在大量缺陷的纳米硫化钼，这种具有宽层间距和丰富晶格缺陷的二硫化钼可以作为尿毒症毒素的高效吸附剂。该技术能够解决现有技术中可佩戴人工肾的透析液净化装置中吸附材料难储存、吸附效率低和生物相容性差等技术问题。但是材料的吸附性、选择性、稳定性仍有待进一步提升。
发明内容
本发明要解决现有技术中可佩戴人工肾的透析液净化装置中吸附材料的吸附性、选择性、稳定性仍有待进一步提升的技术问题，提供一种新型的吸附材料及其制备方法和应用。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
本发明提供一种吸附材料，其为二氧化铈修饰的花状二硫化钼复合材料，其表达式为：MoS2/CeO2。
在上述技术方案中，优选的是，所述吸附材料层间距为
Figure BDA0003888335270000021
本发明还提供一种吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、使用(NH4)6Mo7O24·4H2O和CS(NH2)2制备MoS2；
步骤2、将步骤1制备的MoS2与Ce(NO3)3·6H2O置于超纯水中溶解后，加入盐酸溶液，进行搅拌反应，反应结束后冷却至室温，离心收集沉淀，洗涤，真空干燥即得所述吸附材料MoS2/CeO2。
在上述技术方案中，优选的是，步骤1中所述(NH4)6Mo7O24·4H2O和CS(NH2)2的摩尔比为6.45mmol:193.5mmol。
在上述技术方案中，优选的是，步骤1具体包括以下步骤：
将(NH4)6Mo7O24·4H2O和CS(NH2)2添加到蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时，产物经乙醇和蒸馏水洗涤后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。
在上述技术方案中，优选的是，步骤2中所述MoS2与Ce(NO3)3·6H2O的摩尔比为：0.375mmol:0.1mmol。
在上述技术方案中，优选的是，步骤2中所述盐酸溶液的体积为2mL，浓度为0.12M。
在上述技术方案中，优选的是，步骤2中所述搅拌反应的条件为：95℃下搅拌反应10min。
在上述技术方案中，优选的是，步骤2中所述真空干燥的条件为：50℃下干燥48小时。
本发明还提供一种吸附材料作为尿毒症毒素的高效吸附剂的应用。
本发明的有益效果是：
本发明首次报道了一种新型的吸附材料，其为二氧化铈修饰的花状二硫化钼(MoS2/CeO2)复合材料，将其用于吸附尿素、肌酐和尿酸，并进一步研究了其吸附性能和生物相容性。本发明的吸附材料是利用水热法制备，可以作为尿毒症毒素的高效吸附剂。实验结果表明：与活性炭(AC)和MoS2相比，通过对不同条件下(吸附剂用量、吸附时间、温度等)材料吸附性能的研究，证实了本发明的吸附材料是一种高吸附性、高选择性和高稳定性的透析液净化材料。随后，本发明采用了模拟透析液和模拟透析装置对材料的动态吸附性能进行了探究，证明本发明的吸附材料在动态条件下具有良好的尿毒症毒素吸附性能。此外，通过细胞相容性实验和血液相容性实验对本发明的吸附材料进行了研究分析，其高效的吸附性能和良好的生物相容性，使其在实际应用中会是一种安全有效的尿毒症毒素吸附剂。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为实施例2制备的样品的结构表征图，其中MoS2的(a)TEM图像和(b)HRTEM图像；MoS2/CeO2的(c)TEM和(d)HRTEM图像；(e)MoS2/CeO2元素映射谱图；MoS2/CeO2的高分辨率XPS测量谱图：(f)Ce 3d；(g)O 1s；(h)MoS2和MoS2/CeO2的Mo 3d的高分辨率XPS谱图。
图2为水溶液中实施例2制备的样品对尿毒症毒素的吸附性能研究图，其中使用不同剂量的AC、MoS2和MoS2/CeO2对(a)尿素、(b)肌酐和(c)尿酸的去除效率测试图；采用准一级和准二级模型研究了MoS2/CeO2对(d)尿素、(e)肌酐和(f)尿酸的吸附动力学；不同温度下MoS2/CeO2对(g)尿素、(h)肌酐和(i)尿酸的吸附等温线及Langmuir和Freundlich模型拟合曲线。
图3为不同剂量实施例2制备的MoS2/CeO2纳米复合材料在模拟透析液中对尿毒症毒素去除效率图，其中不同剂量MoS2/CeO2在(a)模拟透析液和(b)HSA溶液中对尿毒症毒素去除效率图；(c)动态条件下的简易尿毒症毒素吸附系统示意图；MoS2/CeO2从水溶液中去除尿毒症毒素的(d)Thomas和(e)Yoon-Nelson模型拟合曲线；MoS2/CeO2从模拟透析液中去除尿毒症毒素的(f)Thomas和(g)Yoon-Nelson模型拟合曲线。
图4为实施例2制备的样品的生物相容性测试图，其中(a)溶血率测定图像，插图为血液暴露在(A)蒸馏水，(B)活性炭(AC)和PBS溶液，(C)MoS2和PBS溶液以及(D)MoS2/CeO2和PBS溶液中的照片；(b)凝血性质测定图像；(c)不同浓度范围材料的体外细胞毒性试验；(d)用AC孵育4T1细胞24小时后的活/死染色图像；(e)用MoS2孵育4T1细胞24小时后的活/死染色图像；(f)用MoS2/CeO2孵育4T1细胞24小时后的活/死染色图像；(g)用顺铂(Cisplatin)孵育4T1细胞24小时后的活/死染色图像；(h)用AC孵育4T1细胞4小时后的流式细胞测试图像；(i)用MoS2孵育4T1细胞4小时后的流式细胞测试图像；(j)用MoS2/CeO2孵育4T1细胞4小时后的流式细胞测试图像；(k)用Cisplatin孵育4T1细胞4小时后的流式细胞测试图像。
具体实施方式
本发明的发明思想为：本发明要解决现有技术中可佩戴人工肾的透析液净化装置中吸附材料的吸附性、选择性、稳定性仍有待进一步提升的技术问题，本发明首次报道了一种新型的吸附材料，其为二氧化铈修饰的花状二硫化钼(MoS2/CeO2)复合材料，其可用于吸附尿素、肌酐和尿酸，并进一步研究了其吸附性能和生物相容性。本发明的吸附材料是利用水热法制备，可以作为尿毒症毒素的高效吸附剂。本发明在如下的制备过程中选择出了制备本发明所述的吸附材料的最佳工艺条件，制备过程：将(NH4)6Mo7O24·4H2O和CS(NH2)2添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在140-220℃反应12-48小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤数次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备MoS2和不同量Ce(NO3)3·6H2O分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。每份反应液中分别快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤数次。在50℃下真空干燥48小时即得CeO2负载量不同的MoS2/CeO2。
本发明提供一种吸附材料，其为二氧化铈修饰的花状二硫化钼复合材料，其表达式为：MoS2/CeO2，其层间距为
Figure BDA0003888335270000051
本发明还提供一种吸附材料的制备方法，最佳制备工艺如下：
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中,混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤数次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。每份反应液中分别快速加入2mL盐酸溶液(0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤数次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
本发明还提供一种吸附材料作为尿毒症毒素的高效吸附剂的应用。
下面通过实施例对本发明的吸附材料的制备过程进行更为详细的描述。
实施例1
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在140℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例2
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品，标记为MoS2/CeO2-2。
实施例3
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在220℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例4
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应12小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例5
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应36小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例6
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应48小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例7
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.025mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品，标记为MoS2/CeO2-1。
实施例8
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.05mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例9
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(6.45mmol)和CS(NH2)2(193.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.2mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品，标记为MoS2/CeO2-3。
实施例10
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(1.075mmol)和CS(NH2)2(32.25mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例11
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(2.15mmol)和CS(NH2)2(64.5mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例12
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(4.3mmol)和CS(NH2)2(129mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
实施例13
将(NH4)6Mo7O24·4H2O(8.6mmol)和CS(NH2)2(258mmol)添加到225mL蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时。产物经乙醇和蒸馏水洗涤5次后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。然后，将所制备60mg MoS2和Ce(NO3)3·6H2O(0.1mmol)分别加入到100mL超纯水中，超声处理5min。反应液中快速加入2mL盐酸溶液(浓度为0.12M)，在95℃下搅拌反应10min后自然冷却至室温，离心收集沉淀，分别用无水乙醇和超纯水洗涤5次，最后，在50℃下真空干燥48小时即得样品。
性质测试实验过程如下：
尿素吸附性能测定：分别取5,10,20,50,100mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附20mL尿素溶液(300mg/L)，37℃，2h后测其浓度；取20mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附20mL尿素溶液(300mg/L)，在不同时间t测其浓度，37℃；取20mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附20mL尿素溶液(90-300mg/L)，分别在32，37和42℃，2h后测其浓度。
肌酐吸附性能测定：分别取5,10,20,50,100mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附30mL肌酐溶液(100mg/L)，37℃，2h后测其浓度；取20mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附30mL肌酐溶液(100mg/L)，在不同时间t测其浓度，37℃；取20mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附30mL肌酐溶液(50-140mg/L)，分别在32，37和42℃，2h后测其浓度。
尿酸吸附性能测定：分别取5,10,20,50,100mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附20mL尿酸溶液(60mg/L)，37℃，2h后测其浓度；取20mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附20mL尿酸溶液(20mg/L)，在不同时间t测其浓度，37℃；取20mg实验材料(AC、MoS2和实施例1-13制备的MoS2/CeO2)吸附20mL尿酸溶液(10-60mg/L)，分别在32，37和42℃，2h后测其浓度。
从模拟透析液中去除尿毒症毒素吸附性能测定：根据前述尿毒症从水溶液中的吸附实验，进行了模拟透析液中尿毒症毒素的剂量依赖性实验，除了实验溶剂为模拟透析液外，实验过程同水溶液中相同。
从人血清蛋白(HSA)溶液中去除尿毒症毒素吸附性能测定：根据前述尿毒症从水溶液中的吸附实验，除了实验溶剂为血清蛋白溶液(50mg血清蛋白加入1mL 0.2M NaCl溶液中)外，实验过程同水溶液中相同。
模拟循环性质测定：通过简易再循环透析装置，测定0.25g实验材料(MoS2/CeO2-2)在37℃条件下对尿素(300mg/L)、肌酐(100mg/L)、尿酸(60mg/L)水溶液和模拟透析液的吸附性质。
生物相容性测定：对于溶血率测量，50mg样品(AC、MoS2和MoS2/CeO2-2)加入200μL新鲜全血和800μL PBS溶液中(pH＝7.4)在37℃下再孵育1小时。同样，在没有样品的情况下，用1mL PBS溶液和1mL去离子水孵育的200μL血液分别用作阴性和阳性对照。在4000rpm离心15分钟后，使用酶标仪在545nm处测量溶液的吸光度。
对于凝血性能测定，通过以4000rpm的速度将新鲜血液离心15分钟来采集贫血小板血浆(PPP)。然后，将1mL PPP与吸附剂(50mg AC、MoS2和MoS2/CeO2-2)或不使用吸附剂(阴性对照)在37℃孵育30分钟，并以4000rpm离心10分钟。最后，使用自动血液分析仪测量通过活化部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)。
通过CCK-8测定法对小鼠乳腺癌细胞(4T1细胞)来测量材料的细胞毒性。将不同浓度(0-200μg mL-1)的材料(AC、顺铂、MoS2和MoS2/CeO2-2)浸入新鲜培养基中，细胞在37℃和5％ CO2加湿气氛中培育24小时。加入CCK-8溶液并孵育0.5小时后，使用酶标仪在490nm处记录吸光度。实验重复三次。
对于活/死细胞染色，细胞首先在培养基中分别用AC、顺铂、MoS2和MoS2/CeO2-2(200μg mL-1)处理24小时。然后将细胞用碘化丙啶(4μM)和calcein-AM(2μM)染色0.5小时。最后，使用荧光显微镜测试图像。
对于细胞凋亡测定，使用FITC-Annexin V细胞凋亡检测试剂盒测量。将4T1细胞分别与AC、顺铂、MoS2和MoS2/CeO2-2(200μg mL-1)一起孵4小时。使用流式细胞仪获取图像。
实验结果如下：
(1)实施例2制备的MoS2/CeO2纳米复合材料的结构分析(参见图1)：
透射电子显微镜(TEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像表明，所制备的MoS2具有二维花状超薄纳米片结构，层间距为
Figure BDA0003888335270000131
基面存在大量缺陷(图1a和图1b)。负载CeO2后，MoS2/CeO2的TEM和HRTEM图像显示，其层间距减小为
Figure BDA0003888335270000132
基面上也存在缺陷(图1c和1d)。此外，图像中没有明显的CeO2迹象，可能是由于CeO2的非静态性质导致。为了证明CeO2的存在，我们进行了材料的元素映射图像表征(图1e)。结果表明，Ce和O良好地分散在MoS2表面。X射线光电子能谱(XPS)表明，MoS2/CeO2的Ce由Ce4+和Ce3+的混合价态组成，这种混合价态有利于氧空位的形成(图1f和图1e)。从图1g可以看出，我们所制备的样品为2H相MoS2，负载CeO2后Mo 3d特征峰有明显的移动，表明MoS2和CeO2之间强烈的相互作用。通过以上综合分析，确定了MoS2/CeO2的成功制备，并且材料含有丰富晶面缺陷，可以显著增加MoS2/CeO2对尿毒症毒素的吸附位点。因此，MoS2/CeO2有望改善尿毒症毒素的去除性能。
(2)实施例2制备的MoS2/CeO2纳米复合材料对尿毒症毒素的吸附性能分析：
如图2a所示，在水溶液中随着吸附剂剂量的增加，AC、MoS2和MoS2/CeO2对尿素的去除效率都有所提高。与AC、MoS2、MoS2/CeO2-1和MoS2/CeO2-3相比，相同吸附剂剂量下，MoS2/CeO2-2对尿素的去除效率最高，这主要是由于MoS2和CeO2的结合以及缺陷的存在。对于肌酐和尿酸的吸附(图2b和图2c)，MoS2/CeO2-2在相同吸附剂剂量下也具有最高的去除效率，说明其在去除尿毒症毒素方面具有很大的潜力。随后，利用准一级和准二级模型研究了MoS2/CeO2-2对尿毒症毒素的吸附动力学。结果表明，尿素吸附体系在15分钟内接近平衡，呈现出高效吸附过程，且模型符合准二级动力学方程，表明吸附过程为化学吸附，其吸附容量为88.7mg g-1，是常用活性炭吸附剂的4.9倍(图2d)。同样，肌酐和尿酸的吸附体系也呈现出高效的化学吸附过程，吸附容量分别为85.5和43.9mg g-1(图2e和图2f)。图2g为采用Langmuir和Freundlich模型在不同温度(32℃，37℃，42℃)下MoS2/CeO2-2对尿素的吸附等温线。随着温度的升高，MoS2/CeO2-2对尿素的吸附量增大，证明其吸附过程为吸热反应，且符合Freundlich模型，属于多分子层吸附。同样，MoS2/CeO2-2对肌酐和尿酸的吸附为多分子层的吸附，吸附过程为吸热反应(图2h和图2i)。
图3a为不同剂量的实施例2制备的MoS2/CeO2-2纳米复合材料在模拟透析液中对尿毒症毒素去除效率图。与水溶液相比，MoS2/CeO2-2纳米复合材料即使在电解质阳离子存在的情况下，对尿素、肌酐和尿酸的去除效率也相对较高。图3b为不同剂量MoS2/CeO2-2在人血清蛋白(HSA)溶液中对尿毒症毒素去除效率图。与水溶液相比，HSA溶液对尿毒的去除效率没有明显变化，说明MoS2/CeO2-2的花状结构可以有效地降低蛋白质分子在吸附尿毒过程中的影响。我们采用自制简易装置对动态条件下的吸附尿毒症毒素进行了研究，如图3c所示。研究表明，在水溶液中MoS2/CeO2-2对尿素、肌酐和尿酸的吸附容量分别为59.1、53.7和25.1mg g-1，突破体积分别为48.9、133.4和104.1mL(图3d和图3e)。在模拟透析溶液中MoS2/CeO2-2对尿素、肌酐和尿酸的吸附容量分别为30.4、27.9和14.1mg g-1，突破体积分别为25.4、69.4和58.6mL(图3f和图3g)。上述结果表明，MoS2/CeO2-2在动态条件下具有良好的吸附性能。
(3)实施例2制备的MoS2/CeO2纳米复合材料的生物相容性测试：
图4a为样品的溶血测定图，结果表明MoS2/CeO2-2的存在不会导致任何溶血作用。如图4b所示，通过APTT、PT和TT来测试样品的凝血效果。结果表明，与对照组和AC相比，MoS2/CeO2-2具有最长的APTT，说明其抗凝活性增强是由于其固有凝血级联的作用。但PT值之间无显著差异，表明外源性凝血级联无变化。此外，MoS2/CeO2-2延长的TT显示纤维蛋白原向纤维蛋白的低转化，这在材料炎症反应中起着关键作用。上述结果表明，MoS2/CeO2-2具有良好的血液相容性。
如图4c所示，AC和MoS2/CeO2-2在不同浓度范围(0-200μg mL-1)均表现出较高的细胞存活率，说明AC、MoS2和MoS2/CeO2-2对4T1细胞无影响。与AC、MoS2和MoS2/CeO2-2相比，阳性对照材料(顺铂)随着浓度的增加诱导细胞存活率显著降低。图4d-g显示了用不同的材料(200μg mL-1)培养细胞24小时后的荧光显微镜活/死染色图像，进一步证实AC、MoS2和MoS2/CeO2-2不会破坏细胞活力。此外，如图4h-k所示，对不同材料进行了早期凋亡诱导研究，可以看出，AC、MoS2和MoS2/CeO2-2均不诱导早期凋亡，而顺铂则显著增加了早期凋亡细胞。总之，上述研究表明，MoS2/CeO2-2具有良好的血液相容性，实际应用的潜力很大。
表一水溶液中MoS2/CeO2纳米复合材料对尿毒症毒素的吸附容量
Figure BDA0003888335270000151
Figure BDA0003888335270000161
表一说明通过调节反应起始物比例，反应温度及反应时间可以有效地提高MoS2/CeO2对尿毒症毒素的吸附性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种吸附材料，其特征在于，其为二氧化铈修饰的花状二硫化钼复合材料，其表达式为：MoS2/CeO2。
2.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于，其层间距为
Figure FDA0003888335260000011
3.一种权利要求1或2所述的吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、使用(NH4)6Mo7O24·4H2O和CS(NH2)2制备MoS2；
步骤2、将步骤1制备的MoS2与Ce(NO3)3·6H2O置于超纯水中溶解后，加入盐酸溶液，进行搅拌反应，反应结束后冷却至室温，离心收集沉淀，洗涤，真空干燥即得所述吸附材料MoS2/CeO2。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1中所述(NH4)6Mo7O24·4H2O和CS(NH2)2的摩尔比为6.45mmol:193.5mmol。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1具体包括以下步骤：
将(NH4)6Mo7O24·4H2O和CS(NH2)2添加到蒸馏水中，混合物搅拌60分钟后转移至300mL聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃反应24小时，产物经乙醇和蒸馏水洗涤后，在50℃真空干燥48小时得到MoS2。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述MoS2与Ce(NO3)3·6H2O的摩尔比为：0.375mmol:0.1mmol。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述盐酸溶液的体积为2mL，浓度为0.12M。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述搅拌反应的条件为：95℃下搅拌反应10min。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2中所述真空干燥的条件为：50℃下干燥48小时。
10.一种权利要求1或2所述的吸附材料作为尿毒症毒素的高效吸附剂的应用。
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