[发明专利]一种Au/g-C3N4纳米复合材料的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种Au/g-C₃N₄纳米复合材料的应用，属于纳米材料应用领域。

背景技术

现代工业的发展在为人们提供优质产品的同时，也产生了大量含有难降解有机污染物的工业废水。硝基苯酚(Nitrophenol)是工业生产中广泛应用的一种有机物质，环境中所含的硝基苯酚通常主要来自有机合成、制造染料以及生产炸药等行业。目前，在空气、水和土壤中都发现有少量的硝基苯酚类物质。这类物质在自然界中存在时间长，容易在生物体内富集滞留，严重时导致人类和动物畸变、血液疾病、肝肾损伤、雌性化以及癌变，对人类的生命和生活带来了严重威胁。相反，它的还原产物氨基苯酚(aminophenol)却是染料、医药、化妆品等领域的重要中间体。因此，关于这项“变废为宝”的研究在世界上引起了广泛关注。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为类石墨烯材料的典型代表，带隙为2.7eV，可以吸收可见光，其层与层之间以范德华力相连，具有较好的化学与热力学稳定性，此外还具有无毒、来源丰富、价格低廉，制备简单等特点。氮化碳是分散和稳定纳米颗粒的优良载体，基于氮化碳的复合材料已展现许多优良的特性，在催化、储能、生物医药等领域中的应用前景宽广，在提高半导体光催化剂活性方面，已显示出独特的优势。ChengN等人采用光致还原法制备Au和g-C₃N₄的复合物，在光催化降解甲基橙方面具有较高的性能[ChengN,TianJ,LiuQ,etal.Au-nanoparticle-loadedgraphiticcarbonnitridenanosheets:greenphotocatalyticsynthesisandapplicationtowardthedegradationoforganicpollutants[J].ACSappliedmaterials&interfaces,2013,5(15):6815-6819.]。ChenL等人制备出Au与g-C₃N₄的复合物用于电致化学发光的免疫传感器，对检测癌胚抗原具有更敏感的响应[ChenL,ZengX,SiP,etal.Goldnanoparticle-graphite-likeC3N4nanosheetnanohybridsusedforelectrochemiluminescentimmunosensor[J].Analyticalchemistry,2014,86(9):4188-4195.]

发明内容

本发明的目的在于提供一种Au/g-C₃N₄纳米复合材料的新应用。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种Au/g-C₃N₄纳米复合物的应用，将其作为硝基酚催化还原反应的催化剂。

其中，所述Au/g-C₃N₄纳米复合物中金纳米颗粒的粒径为3-5nm，Au/g-C₃N₄纳米复合物中Au的用量为硝基酚用量的1％-8％。

所述的Au/g-C₃N₄纳米复合物通过以下步骤制备：

第一步：将碳化氮在超纯水中进行超声分散60-120min，得到碳化氮分散液；

第二步，将氯金酸溶液滴入超纯水中搅拌10-30min，再滴入硼氢化钠溶液搅拌30-60min；

第三步，将第二步制得的纳米金溶液逐滴加入第一步分散液中搅拌120-180min；

第四步，将第三步所得反应体系冷冻干燥，制得Au/g-C₃N₄复合材料。

与现有技术相比，其优点在于：开拓Aug-C₃N₄纳米复合材料的新应用，该纳米复合材料作为有机催化的催化剂，在对各种硝基酚的催化还原方面具有优异的催化还原性能。

附图说明

图1是本发明实例5所制备的Au/g-C₃N₄复合物的透射电镜。

图2是本发明实例1所制备的Au/g-C₃N₄复合物的XRD衍射谱图。

图3是实例1-6所制备的Au/g-C₃N₄复合物的傅里叶红外谱图。