以Co-MOF为前驱体合成四氧化三钴及其应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

模拟酶是20世纪60年代发展起来的一个新的研究领域，人们认识到研究和模拟生物体系是开辟新技术的途径之一，通过对生物体系的结构与功能的研究，为设计和建造新的技术提供新思想、新原理、新方法和新途径[4]。因此，人们试图继承酶的优点，改变其易变性失活的缺点，并且希望能用有机合成的方法大量的制备酶，从而开始进行酶功能的模拟研究。与天然酶相比较，人工模拟酶具有易制备、高稳定性和价格便宜等优点，所以人们不断开发具有酶功能的模拟酶体系以便投入到实际应用中。人工模拟酶是近年来发展起来的仿生化学的重要方向，同时利用这一系列新型催化剂也有利于促进化学工业向环保、绿色、无公害的理想方向发展[1]。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的新型材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。这类材料比表面积大，表面活性中心多，所以催化活性也较强。直到2007年阎锡蕴课题组首次发现了具有类似过氧化物酶活性的纳米材料fe3o4 ，这激发起科学家们对纳米材料模拟酶的兴趣。至此，科研工作者才认识到无机纳米材料也具有生物催化能力，并打开了纳米材料模拟酶的研究领域，陆续发现金属氧化物、金属纳米粒子、纳米复合材料和金属硫化物等纳米材料具有过氧化物酶的活性[2]。纳米材料模拟酶是既具有独特纳米材料性质又具有催化酶性质的模拟酶，区别于天然酶和传统模拟酶。其除了具备催化功能外还具有本身独特的物化性质，将催化活性与它们的物化特性巧妙的结合起来，赋予模拟酶更多奇特的新功能，使模拟酶的发展提供了更多的可能。作为一种新型模拟酶，它具有许多传统模拟酶所无法企及的优点，同时其性质可以更加方便的进行调控，人们可以根据纳米材料模拟酶的特性进行研究并加以利用，让纳米酶发挥更大的应用。

2. 研究内容和预期目标

1.常温合成咪唑类co-mof。

2.以co-mof为模板热解法制备结构形貌多样的纳米co3o4。

3. 基于三聚氰胺抑制纳米催化h2o2和3，3，5，5-四甲基联苯胺（tmb）的反应，构建三聚氰胺的比色分析方法。

3. 研究的方法与步骤

（1）准确称量1.164 gco(no3)2·6h2o加入到含100 ml甲醇的烧杯中使其充分溶解，作为a液。再称量1.312 g 2-meim加入到含100 ml甲醇溶液中溶解作为b液。将上述配好的溶液a快速滴到溶液b中，剧烈搅拌反应24 h。离心收集产物，用甲醇清洗三次，置于60 ℃烘箱中干燥过夜。产物即为zif-67。

（2）co3o4的制备方法是称取上述方法制得的zif-67紫色粉末100 mg置于陶瓷坩埚中，将坩埚放入管式炉内，在空气气氛下以5 ℃/min的升温速率升温至100 ℃，保持1 h，然后从100 ℃以2 ℃/min的升温速率升温至300 ℃，保持2 h。反应结束后，收集产物，即为co3o4。

4. 参考文献

[1] 邢锦娟, 刘琳. 人工模拟酶技术的研究与应用[j]. 辽宁工业大学学报, 2009, 29(2): 125-128.

[2] fan s, zhao m, ding l, et al. preparation of co3o4/crumpled graphene microsphere as peroxidase mimetic for colorimetric assay of ascorbic acid[j]. biosensors and bioelectronics, 2017, 89: 846-852.

[3] ding n, yan n, ren c, et al. colorimetric determination of melamine in dairy products by fe3o4 magnetic nanoparticles h2o2 abts detection system[j]. analytical chemistry, 2010, 82(13): 5897-5899.

5. 计划与进度安排

2（第二－三周） 按照大纲完成开题报告并完成英文文献翻译，为论文实验准备所需要的药品试剂。

3（第四－十三周） 开始进行毕业论文实验，按照开题报告拟定的方法以co-mof为模板热解法制备纳米co₃o₄，构建三聚氰胺比色分析方法。

4（第十四-十五周） 根据实验所得的数据、图表撰写毕业论文并准备毕业论文答辩。