Fe3O4纳米颗粒/少层石墨烯复合材料的持久表面过氧化物酶活性：基于UV-Vis和ESR光谱的机制解析

《Microchemical Journal》：Prolonged surface peroxidase-like activity of Fe 3O 4 nanoparticles/few-layered graphene composite: Elucidation using UV–Vis and ESR spectroscopy

（编辑推荐）本研究通过UV-Vis和ESR光谱技术，揭示了Fe3O4纳米颗粒/少层石墨烯（FLG）复合材料独特的持久过氧化物酶样活性（peroxidase-like activity），其可高效催化TMB/OPD等底物与H2O2的反应，为生物传感（biosensing）、环境修复及生物医学应用提供了高稳定性、低成本的新型纳米催化剂设计思路。

　　

亮点

Fe₃O₄/FLG复合材料通过石墨烯热还原法制备，其过氧化物酶样活性在酸性反应体系中表现卓越且持久。UV-Vis光谱证实了底物TMB/OPD的典型氧化显色反应，而ESR分析揭示了活性氧自由基（ROS）的持续生成机制，为理解该复合材料的长效催化性能提供了关键证据。

Fe₃O₄/FLG复合材料的制备与表征

采用固态石墨烯热还原法：将Fe₂O₃与氧化石墨烯（GO）以1:2摩尔比混合，经球磨后高温处理获得复合材料。X射线衍射（XRD）证实立方相Fe₃O₄的成功合成，其超顺磁性和高比表面积有效抑制了纳米颗粒团聚，为催化活性奠定结构基础。

Fe₃O₄/FLG复合材料的特性

该复合材料展现出混合价态铁（Fe²⁺/Fe³⁺）的稳定氧化还原活性，其半导体特性与FLG的导电性协同促进电子转移。在H₂O₂存在下，复合材料可高效催化TMB/OPD氧化，显色反应持续超过24小时，远超传统天然过氧化物酶。

结论

Fe₃O₄/FLG复合材料的持久催化活性源于FLG对Fe₃O₄纳米颗粒的分散稳定作用及二者界面电子耦合效应。该研究为设计高稳定性纳米酶提供了新策略，在即时检测（POCT）和环境污染物降解领域具有广阔应用前景。