仿生矿化与组装路径用于合成Au/ZnO纳米结构，以实现NADH的氧化

《ACS Biomaterials Science & Engineering》：Biomimetic Mineralization and Assembly Route To Synthesize Au/ZnO Nanostructures for the Oxidation of NADH

生物矿化合成花状ZnO纳米结构及其金负载催化性能研究，采用淀粉双功能剂法，通过in situ还原和LbL组装两种方式负载金纳米颗粒，发现in situ法催化剂因表面电荷正性和高覆盖度实现73.7%的NADH氧化转化率，较LbL法提升255%，纳米结构特性与催化性能直接相关。

　　

多糖是模仿矿物化过程的一种有前景且成本效益高的多肽替代品。本研究提出了一种仿生方法，利用淀粉作为结构导向剂和矿物化剂来合成类似花朵的ZnO纳米结构。这些结构通过两种方法进一步功能化：一种是利用多胺介导的层状组装（LbL）技术将柠檬酸包覆的金纳米粒子（Au-Cit）沉积在ZnO表面；另一种是在ZnO表面原位还原金盐。Au/ZnO-5-in situ-8催化剂在NADH氧化反应中表现出更优异的性能（转化率高达73.7%，而Au/ZnO-5-LbL仅为27.9%），这归因于金纳米粒子的更小尺寸、更好的分散性以及更有利的表面电荷。最重要的是，金纳米粒子在ZnO载体上的较高覆盖率对催化活性起着关键作用。研究表明，Au/ZnO-5-in situ-3催化剂既适用于生物转化也适用于NADH的电催化氧化。在酶促反应中，醛脱氢酶（ALDH）利用Au/ZnO-5-in situ-3催化生成的NAD⁺将甲醛氧化为甲酸；在电催化过程中，由于其正表面电荷，Au/ZnO-5-in situ-3比Au/ZnO-5-LbL具有更好的性能，能够高效地静电结合NADH，从而降低氧化电位并增加氧化电流。这种易于调整的合成策略可以制备出纳米粒子尺寸、分散性和表面覆盖率可控的混合催化剂，为开发光学和电子传感器件带来了重要进展。