基于病毒模板贵金属纳米晶的可控生长及其CO催化氧化性能

CO是卷烟烟气主要有害成分之一，进行降低卷烟烟气中CO含量的研究工作，在当前吸烟与健康问题受到强烈关注的背景下，具有十分重要的现实意义。Pt、Au、Pd等贵金属纳米晶对CO具有较强的催化氧化功能，利用烟草花叶病毒（TMV）为模板进行上述纳米晶的生长，可实现对纳米晶颗粒的稳定定位与均匀分散，因此TMV-纳米晶复合材料有在卷烟减害领域应用的潜力。本项目旨在实现对相关纳米晶在TMV模板上生长的位置、形态结构及覆盖率的有效控制，探索基于TMV模板纳米晶的可控生长对体系CO催化性能的影响机制，阐述相关纳米晶在TMV模板上的可控生长机理以及纳米晶、TMV之间可能的相互作用，研究复合后体系催化性能协同增强的可能性，得到对卷烟烟气中的CO具有较强催化氧化能力TMV-纳米晶复合材料，为TMV-纳米晶复合材料在卷烟减害领域的应用提供理论与试验依据。

本项目研究，在参考文献报道方法的基础上，通过对实验条件的精确控制，实现了纳米金在烟草花叶病毒（TMV)壳蛋白(CP)模板不同位置上的生长，并实现了对纳米金在TMVCP模板上生长密度的有效控制；将TMVCP-纳米金复合材料进行初步应用，实现了高达34.01%的烟气CO排放降低率，完成了原定研究内容。在进一步的研究中，为了改善TMVCP模板的结构稳定性与均一性，又以基因修饰的方法将融合蛋白与纯化常用的六聚组氨酸（His）引入TMVCP中，发现His引入后可使模板长度增长5倍，并且较大幅度提升了TMVCP模板的结构稳定性与均一性，进一步在His-TMVCP模板上进行纳米金的生长，发现基因修饰可提高纳米金在模板上的生长密度，初步的应用试验后，发现Hsi-TMVCP-纳米金复合材料对CO催化氧化效果有较大幅度提高的协同增强新现象。以上实验结果都为项目组在后续研究中深入开展基因修饰对TMVCP组装结构影响的研究打下了基础。