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摘要天然酶是生命系统中重要的生物催化剂，具有高活性、强特异性等优势，然而，天然酶一般易变性、成本高，这限制了天然酶在实际生产生活中的大规模使用。因此，人们致力于开发同等功效且稳定、便宜的天然酶替代物，即模拟酶，纳米酶是具有酶催化性质的纳米材料，也是新一代的模拟酶。研究表明，铁氧体是典型且高效的模拟酶催化剂，而铁基金属有机框架，尤其是羧酸类配体的铁基金属有机框架，其构成节点为铁氧金属簇，因而铁基金属有机框架是潜在高效的模拟酶材料。此外，金属有机框架固有的高比表面积和多孔性不仅有利于酶催化，而且可作为分散其他纳米酶材料的载体。本文制备了一系列的铁基金属有机框架及其纳米复合材料，应用于染料降解体系、TMB比色体系和鲁米诺化学发光体系，证明并评估其模拟酶催化性质，并实现了染料的有效去除和生物小分子的灵敏检测。本文主要内容包括以下五个部分：<br>　　第一章：简述了模拟酶和金属有机框架在模拟酶应用方面的发展并提出本文的研究目标和研究内容。<br>　　第二章：制备铁基金属有机框架NH2-MIL-88(Fe)并用作过氧化物模拟酶催化剂类芬顿降解水中的亚甲蓝。NH2-MIL-88(Fe)通过微波法简单快速制备，并用SEM、FTIR、XRD和BET等方法进行表征。制得的NH2-MIL-88(Fe)表现出过氧化物模拟酶性质，并且可以有效地催化降解MB。接着对MB降解反应的影响参数进行探讨，包括溶液pH、NH2-MIL-88(Fe)浓度、H2O2浓度和温度。结果表明，NH2-MIL-88(Fe)的工作pH范围宽（3-11），温度耐受性好，最优条件下，45分钟即可实现MB的完全清除。此外，将NH2-MIL-88(Fe)循环使用5次，MB的去除率仍能达到80%以上，表明其良好的再循环使用能力。NH2-MIL-88(Fe)具有易制备、高效率、可循环使用等优势，电子自旋共振和荧光探针实验表明MB的降解过程涉及到了羟基自由基的参与。这些发现为MOF作为高效类芬顿催化剂在水处理上的应用提供了可能。<br>　　第三章：采用微波加热法得到了十二烷基苯磺酸钠修饰的MIL-88(Fe)（SDBS@MIL-88(Fe)），并考察其过氧化物模拟酶特性。结果表明，修饰后的SDBS@MIL-88(Fe)的过氧化物模拟酶活性大大提升，约为原MIL-88(Fe)的2倍。SDBS@MIL-88(Fe)的动力学行为表明，以TMB为底物的表观米氏常数值Km为0.21mM，低于已报道的铁基MOF纳米酶，证明了SDBS@MIL-88(Fe)对TMB的良好的亲和能力。SEM图和动态光散射的结果表明，SDBS@MIL-88(Fe)的尺寸和水合粒径小于MIL-88(Fe),说明SDBS可诱导生成小尺寸的MOF且可有效分散MOF颗粒。这些研究表明SDBS@MIL-88(Fe)的催化效果提升可能是由于负电荷的增多、小尺寸的生成以及良好的水分散性。基于SDBS@MIL-88(Fe)良好的过氧化物模拟酶性质，可构建高效、灵敏的过氧化氢和葡萄糖比色分析方法，该方法可用于人体血清样品中葡萄糖的分析。<br>　　第四章：通过MOF在GO上原位生长得到复合材料GO@MIL-88(Fe)，并采用SEM、XRD、FTIR和Raman光谱技术进行表征，此外，通过鲁米诺化学发光体系来评估复合材料的氧化物模拟酶活性。结果表明，GO的引入有效增强了MIL-88(Fe)的氧化物模拟酶活性，鲁米诺化学发光增敏倍数约为12。基于GO@MIL-88(Fe)高效的氧化物模拟酶性质，可构建灵敏的抗坏血酸（AA）的化学发光分析方法，其检测的线性范围为1nM-5μM，检出限可低至1nM。该方法成功的用于了果汁中抗坏血酸的含量分析，该工作对于MOF的氧化物模拟酶性质的开发及应用具有重要意义。<br>　　第五章：以GO@MIL-88(Fe)为基质，分散过氧化物模拟酶CoFe2O4NPs，成功得到高效的过氧化物模拟酶材料CoFe2O4NPs/GO@MIL-88(Fe)，所制备的CoFe2O4NPs/GO@MIL-88(Fe)催化鲁米诺-H2O2化学发光信号为原CoFe2O4NPs的10倍左右。这是由于MOF稳定分散CoFe2O4NPs，实现了对CoFe2O4NPs的一次增敏（5倍），进而GO稳定水稳定性较差的MOF从而实现对CoFe2O4NPs/MOF的二次增敏（2倍）。基于CoFe2O4NPs/GO@MIL-88(Fe)高效的过氧化物模拟酶性质，可实现对过氧化氢和葡萄糖的高灵敏化学发光测定，检出限可分别低至5nM和10nM，所构建的葡萄糖测定方法用于分析人体血清样品，得到令人满意的结果。