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体内自由基过量能够引发多种与氧化应激相关的疾病,获取高效抗氧化剂来消除自由基是预防疾病的重要途径。纳米二氧化铈(CeO2)作为一种新型的抗氧化剂,具有特殊的表面性质,能够持续清除多种自由基,在生物医学领域具有广阔的应用前景。但是由于自身条件的限制,纳米CeO2抗氧化的潜力仍有待进一步开发。为使纳米CeO2更好地发挥其抗氧化作用,研究者们尝试了许多方法。其中,与纳米金的结合在调控CeO2的抗氧化性能方面表现出极大的优势,但目前关于纳米金与CeO2的相互作用方式、作用原理等问题,还有待于更加深入的探究。基于此,本文对Au/CeO2复合物的抗氧化性能进行了系统的研究。 (1)先从Au/CeO2制备方法的角度探究了不同纳米金修饰方法对Au/CeO2抗氧化性能的影响:以CeO2纳米棒为载体,分别用溶胶法和沉积法制备出两种不同的Au/CeO2复合物。在高、低自由基浓度体系中对两种Au/CeO2的抗氧化性能进行测定,并结合TEM、HRTEM、XPS、XRD和Raman等表征方式,针对不同纳米金修饰方法对CeO2造成性能差异的原因进行了进一步的分析和探讨。研究结果表明,在两种自由基体系中,溶胶法制备的Au/CeO2总是展现出比沉积法制备的Au/CeO2更强的抗氧化活性。分析,造成这种差异的原因有两点:第一,沉积法在高温加热过程中可能会对CeO2的表面结构造成损害,并且遮蔽其表面的部分氧空位点,从而使抗氧化性能的展现受到阻碍。第二,溶胶法负载的纳米金和纳米CeO2之间可能存在一个电子传递过程,使得材料表面的Ce3+含量上升,也有利于增强材料的抗氧化性能。 (2)研究了纳米金修饰对不同形貌的二氧化铈抗氧化性能的影响:首先合成了纳米金修饰的棒、块和颗粒三种形貌的纳米CeO2(Au/CeO2),在Fenton-MV体系中采用紫外分光光度法,对三种Au/CeO2的抗氧化性能进行了测定。并通过TEM、XRD、XPS和DLS等表征方式得到的有关材料结构、形貌、尺寸、表面价态及分布、聚集状态等信息,进而对纳米金影响CeO2抗氧化性能的机理进行了分析。实验结果表明,纳米金的修饰对不同形貌纳米CeO2的抗氧化性能影响不同,并且其作用随浓度变化出现反转的现象。低材料浓度下,纳米金的修饰使CeO2纳米棒和颗粒表面Ce3+的含量增加而伎其抗氧化性增强。在高材料浓度下,材料的聚集作用使其暴露的活性位点减少,从而影响了抗氧化性能的展现。而纳米金对CeO2纳米块抗氧化性的影响则正好相反,这可能是纳米块(110)晶面的特殊性引起的。 (3)为了解决高浓度下纳米金对CeO2抗氧化的作用发生反转这一问题,合成了一种核壳状CeO2金棒纳米复合物(Au@CeO2),并在反应过程中引入可见光,在光照条件下对材料的抗氧化性能进行了研究。研究结果表明,Au@CeO2在保留了纳米金对CeO2抗氧化性增强作用的基础上,改善了Au/CeO2复合物存在的高材料浓度下纳米金作用转变的问题,在不同材料浓度下对CeO2的抗氧化性均具有增强效应,使纳米金和CeO2的优势都得到了更好的发挥。另外,在可见光照射下,Au@CeO2的抗氧化性能得到了进一步提升,这是由金纳米棒独特的光学特性决定的。并且持续光照下能够减缓在清除自由基过程中Au@CeO2抗氧化性能随时间增长而减弱的趋势,使Au@CeO2复合物抗氧化活性的持续增强。 本文的研究将有利于更加全面、系统地理解纳米金对CeO2抗氧化性能的影响及其机理,为纳米金二氧化铈复合物在抗氧化领域的应用、CeO2的功能化制备和性能调控提供更多的理论依据。