【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于多糖降解的金屬催化劑材料，具體涉及一種金屬催化劑材料的制備方法及其在可控降解多糖中的應用。
技術介紹
1、多糖是由10個以上相同或不同的單糖分子經糖苷鍵連接而形成的一類分子結構復雜的碳水化合物，是具有多羥基結構、聚合程度不同的生物大分子混合物質，在自然界中分布廣泛，是生物體重要的結構成分和能量儲存形式。多糖具有抗腫瘤、提高免疫力、降血糖、抗衰老、抗凝血等生物活性，在醫藥和食品等領域具有廣闊的應用前景。然而，多糖的復雜性和多樣性使得它們的應用受到一些限制，例如其單糖組成、連接位置、聚合程度和結構的復雜多樣導致多糖構效關系難以明確，未降解的多糖分子量大、分子體積大、水溶性差，不利于其在生物體內發揮生物活性。研究表明，通過降解多糖獲得低分子量多糖，能夠提高多糖的生物活性和生物利用率。
2、目前，大多數研究集中于通過化學降解(酸水解、堿水解)、生物降解、物理降解等方法將多糖水解成系列中間產物，或最終降解成單糖、寡糖片段等小分子體，以便于實現多糖在生物活性方面的廣泛應用。然而，這些方法仍存在一些局限性。如，酸水解法一般采用鹽酸、硫酸、硝酸、三氟乙酸等強酸性試劑催化多糖水解，容易導致側鏈上具有硫酸基團的多糖出現脫硫的風險；堿水解多糖只能按順序逐個水解單糖，不能從中間的糖苷鍵上水解多糖獲得寡糖或低聚糖，效率較低，并且水解過程可能伴隨著結構變化；酶催化水解法是一種條件比較溫和的方法，通過特定的酶，可以使目標糖苷鍵斷裂，將多糖水解，但是由于酶的性質不穩定、容易受到周圍儲存環境、反應條件等影響，同時多糖降解后水解液中的酶應
技術實現思路
1、專利技術目的：針對現有技術降解多糖存在的問題，本專利技術提供一種金屬催化劑材料的制備方法，本專利技術制備的金屬催化劑材料彌補傳統芬頓氧化原理降解多糖存在的鐵用量大、污染強、難控制等局限性，規避實際生產及操作過程中高濃度過氧化氫的腐蝕性帶來的不利影響。
2、本專利技術利用金屬有機框架材料(mof)作為人工光合作用催化劑原位光催化水和氧氣轉換為過氧化氫，隨后與金屬催化劑耦聯，在低過氧化氫濃度下催化過氧化氫穩定、持續地產生羥基自由基，隨后羥基自由基進攻糖苷鍵、降解多糖，通過控制金屬催化劑的種類、用量，可以得到系列不同分子量的均一低分子量糖鏈，實現通過光催化高效降解多糖的目的。此外，本專利技術的材料和方法可以有效地防止多糖脫硫，在維持多糖天然結構的同時獲得結構清晰、分子量均一的低分子量多糖，并且可以實現材料的重復利用，降低生產成本，并且本專利技術所得到的降解產物的抗氧化活性相比未降解的多糖的活性有所提高。
3、本專利技術還提供所述金屬催化劑材料及其應用。
4、技術方案：為了實現上述目的，本專利技術所述一種金屬催化劑材料的制備方法，包括如下步驟：
5、(1)將配體材料與金屬離子溶液混合進行攪拌反應，然后固液分離、洗滌、干燥；
6、(2)將得到的干燥后固體研磨成粉末后，進行高溫煅燒得到金屬單原子催化劑即為金屬催化劑材料；
7、(3)或者將步驟(2)得到的金屬單原子催化劑與金屬有機框架材料混合均勻并研磨，進行高溫煅燒得到復合的金屬催化劑材料。
8、其中，步驟(1)中所述配體材料包括三聚氰胺、三聚氰酸和碳酸銨三者復合，所述三聚氰胺、三聚氰酸和碳酸銨的質量比為3.5：3.5：1.8-2.2。
9、其中，步驟(1)中所述金屬離子含有鐵離子、銅離子和鋅離子；所述鐵離子和所述銅、鋅離子二者的總的的元素質量比為1：0.25-1，所述銅、鋅離子的元素質量比為1：0.15-1；所述金屬離子和所述配體材料的質量比為1:1.5-25；所述金屬離子溶液中金屬離子的總添加濃度為12-30g/l。
10、進一步地，制備過程中加入配體材料1,10-鄰菲羅啉(cas：66-71-7)，利于金屬源更加均勻分散；同時添加配體菲啰啉和碳酸銨使制備的催化劑具有更好的降解多糖的活性，菲啰啉和碳酸銨的質量比為0.3-0.8:1.8-2.2。
11、其中，步驟(1)中配體材料與金屬離子溶液混合進行反應溫度為27-140℃，轉速為300-1000rpm，時間為1.5-14h。
12、其中，步驟(2)中煅燒溫度為350-600℃，時間為3-8h。
13、其中，步驟(3)中所述金屬有機框架材料為傳統金屬有機框架材料uio66系列中任意一種；所述金屬單原子催化劑與同其復合的金屬有機框架材料的質量比為1：0.4-2；步驟(3)中煅燒溫度為200-400℃，時間為2-4h。
14、作為優選，所述金屬有機框架材料選擇ce-uio66-nh2。
15、本專利技術所述制備方法所制備的金屬催化劑材料，所述金屬催化劑為金屬單原子催化劑和金屬有機框架材料結合的二元異質復合材料。
16、本專利技術所述的金屬催化劑材料在可控降解多糖中的應用。
17、其中，所述應用的具體過程為：
18、(a)將高分子量多糖溶液和緩沖溶液混合，得到混合溶液；
19、(b)向所述混合溶液中加入金屬單原子催化劑或金屬催化劑材料，振蕩反應或者在光催化的條件下進行振蕩反應，得到反應液；
20、(c)對所述反應液進行固液分離，得到的液體即為含降解后多糖的溶液；其中，通過調整所述金屬催化劑材料的比例和用量，即可得到不同分子量的多糖。
21、其中，在步驟(a)中所述高分子量多糖為硫酸軟骨素、透明質酸、肝素、硫酸乙酰肝素、黃原膠、瓜膠中的任意一種或者多種；所述金屬催化劑材料的質量為多糖質量的1.5-80％；所述溶劑為醋酸-醋酸鈉緩沖液、tris-hcl緩沖液、磷酸緩沖液、pbs緩沖液、hepes緩沖液或水。
22、其中，步驟(b)中振蕩反應為轉速為100-300rpm，時間為10-30h；光催化振蕩反應的條件包括：150-300w氙燈光源，波長為320-780nm，轉速為100-300rpm，時間為2-12h。
23、作為優選，通過調整所述金屬催化劑材料的比例和用量，即可得到不同分子量的多糖，具體為：
24、在金屬催化劑材料的制備過程中調整金屬單原子催化劑的配體之間的比例；和/或在金屬催化劑材料的制備過程中調整金屬單原子催化劑的金屬之間的比例；和/或在金屬催化劑材料的制備過程中調整金屬單原子催化劑的金屬離子和配體本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種金屬催化劑材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述配體材料包括三聚氰胺、三聚氰酸和碳酸銨三者復合，所述三聚氰胺、三聚氰酸和碳酸銨的質量比優選為3.5：3.5：1.8-2.2。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述三金屬離子含有鐵離子、銅離子和鋅離子；所述鐵離子和所述銅、鋅離子二者的總的元素質量比為1：0.25-1，所述銅、鋅離子的元素質量比為1：0.15-1；所述金屬離子和所述配體材料的質量比為1:1.5-25；所述金屬離子溶液中金屬離子的總添加濃度為12-30g/L。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中配體材料與金屬離子溶液混合進行反應溫度為27-140℃，轉速為300-1000rpm，時間為1.5-14h。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中煅燒溫度為350-600℃，時間為3-8h。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述金屬有機框架材料為傳統金
7.一種權利要求1所述制備方法所制備的金屬催化劑材料，其特征在于，所述金屬催化劑為金屬單原子催化劑和金屬有機框架材料結合的二元異質復合材料。
8.一種權利要求9所述的金屬催化劑材料在可控降解多糖中的應用。
9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述應用的具體過程為：
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，在步驟(a)中所述高分子量多糖為硫酸軟骨素、透明質酸、肝素、硫酸乙酰肝素、黃原膠、瓜膠中的任意一種或者多種；所述金屬催化劑材料的質量為多糖質量的1.5-80％；步驟(b)中振蕩反應為轉速為100-300rpm，時間為10-30h；光催化振蕩反應的條件包括：150-300W氙燈光源，波長為320-780nm，轉速為100-300rpm，時間為2-12h。
...【技術特征摘要】
1.一種金屬催化劑材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述配體材料包括三聚氰胺、三聚氰酸和碳酸銨三者復合，所述三聚氰胺、三聚氰酸和碳酸銨的質量比優選為3.5：3.5：1.8-2.2。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述三金屬離子含有鐵離子、銅離子和鋅離子；所述鐵離子和所述銅、鋅離子二者的總的元素質量比為1：0.25-1，所述銅、鋅離子的元素質量比為1：0.15-1；所述金屬離子和所述配體材料的質量比為1:1.5-25；所述金屬離子溶液中金屬離子的總添加濃度為12-30g/l。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中配體材料與金屬離子溶液混合進行反應溫度為27-140℃，轉速為300-1000rpm，時間為1.5-14h。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中煅燒溫度為350-600℃，時間為3-8h。
6.根據權利要求1所述的制備方法，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張幸，林曉君，紀語桐，喬夢，李昺之，汪衛東，黃和，
申請(專利權)人：南京師范大學，
類型：發明
國別省市：
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