本论文以无机层状和生物分子的纳米复合材料在酶催化领域的应用为最终目的,系统研究了层状钛酸盐的合成和剥离、剥离的氧化钛纳米片晶和生物分子的交替组装,以及获得的生物无机纳米复合材料在水以及有机溶剂中的催化性能.用两种办法剥离纤铁矿结构的固钛酸获得氧化钛纳米片晶.一种工艺是在常见的四丁基氢氧化铵软化学剥离的基础上进行少量修改.另一种新工艺为间接静电剥离,首先引入两性的直链氨基十一酸酸到层间,然后通过加碱脱除氨基十一酸中的质子后,在超声辅助下剥离.剥离后的氧化钛纳米片晶是很好的固定生物分子的载体,通过简单调节pH控制血红蛋白表面的电荷就可以实现血红蛋白在氧化钛纳米片晶中的可逆静电组装和释放.大比表面积的氧化钛纳米片晶与生物分子的交替组装以及它可溶胀的层结构导致了每克氧化钛能负载5.9克的血红蛋白分子.同时生物酶和载体能够可逆的释放出来对于生物催化工艺来说是非常有好处的.所得组装后复合材料的形貌和结构分析发现它是由10~20层氧化钛和血红蛋白组装所得.产品以颗粒形式从胶体中沉淀出来,这一形貌特征方便生物催化剂的回收.氧化钛纳米片晶和小分子的肌红蛋白的胶体混合物通过挥发溶剂在毛细管中形成规则的环,在玻璃上形成规则形貌的膜.光谱分析中固定的血红蛋白仍然能保持自由血红蛋白的活性基团.在水中,固定血红蛋白催化邻甲氧基酚和双氧水的反应初速度能达到自由血红蛋白的71％和57％,分别对应于4.0倍和最大吸附量5.9倍血红蛋白和氧化钛质量比.固定的血红蛋白有更好的热稳定性.动力学比较固定血红蛋白和自由血红蛋白的动力学常数发现,氧化钛纳米片晶的固定导致了血红蛋白最大反应速度的降低,同时这个值还随着吸附量的增加而减少.氧化钛纳米片晶固定作用能导致血红蛋白在有机溶剂中酶催化活性最大100倍的提高.这个增加值能和其它固定载体如聚合物和溶胶凝胶的增加酶有机催化活性的能力相媲美.另外固定的血红蛋白相对于冻干的自由血红蛋白有更好的稳定性.动力学分析发现同样的溶剂中固定的血红蛋白相对于自由冻干的血红蛋白有好的催化活性应该归因于亲水性氧化钛层间水对有机溶剂的缓冲作用.