[发明专利]一种金负载氧化铁纳米光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种金负载高活性氧化铁纳米材料的制备方法，具体是一种超细纳米金颗粒或纳米金棒负载的氧化铁纳米材料的制备及其光催化应用。包括如下步骤：（1）制备可控形貌的纳米氧化铁；（2）取一定量步骤（1）中所述的纳米氧化铁，添加官能团对氧化铁表面进行修饰；（3）制备1‑10 nm金纳米颗粒和直径1‑2 nm、长度可控的超细金纳米棒；（4）取一定量步骤（3）中所述的金纳米颗粒或超细金纳米棒的溶液加入到（2）中，反应得到金负载的高活性氧化铁。与现有技术相比，本发明所述方法得到的纳米金负载率较高、尺寸小。另外，本发明方法具有简单快速、污染小、成本低，重复性好等优点，而且制备的金负载的氧化铁纳米颗粒分散性好、无团聚。

技术领域

本发明涉及一种金负载高活性氧化铁纳米材料的制备方法，具体是一种超细纳米金颗粒或纳米金棒负载的氧化铁纳米材料的制备及其光催化应用。

背景技术

铁氧化物材料具有储量大、成本低、化学性能稳定、环境友好，及优良的生物相容性和生物可降解性，因而在工业催化、染料降解、磁性器件、气体传感、生物医学检测以及锂离子电池材料等领域得到广泛的应用。而金性质稳定、无毒，具有特殊的光电性质，制备过程简单等特点，使之成为了理想的负载材料。当金粒子表面被含巯基的有机物修饰后，能赋予金粒子更多的化学活性而成为多功能的活性颗粒。因此，金负载氧化铁纳米粒子在生物医药、细胞分离、DNA检测、磁记录等领域有着广泛的应用前景。

目前，国内外关于金负载铁氧化物的报道很多：Cho等采用两步还原法，在CTAB/1-丁醇/辛烷/水微乳液体系中，首先利用NaBH₄还原Fe²⁺，得到Fe纳米粒子，再还原Au³⁺合成了尺寸约为20nm的Fe@Au纳米粒子（参见文献:Cho S. J., Idobo J. C., Olamit J., eta1., Chem Mater .,2005 ,17 ,3181.）。Caruntu等采用带氨基的硅烷偶联剂修饰约10nm的Fe₃O₄粒子并使其表面带正电，再与2-3nm表面带负电的Au胶体混合，通过Au对氨基的强吸附力和静电作用，得到Fe₃O₄@Au纳米粒子（参见文献：Caruntu D., Cushing B. L.,Caruntu G., et a1., Chem. Mater .,2005 ,17 ,3398. ）。Lyon等分别在约9 nm的γ-Fe₂O₃柠檬酸悬浮液中多次加入HAuCl₄还原剂NH₂OH·HCl，控制反应速率，合成了约60nm的γ-Fe₂O₃@Au纳米粒（参见文献：Lyon J. L., Fleming D. A., Stone M. B., Nano Lett.,2004 ,4 ,719. ）。公告号为 CN 103801326 A的中国专利在沉积沉淀的条件下，将载体（所述载体选自羟基氧化铁、三氧化二铁、氧化铈和铌酸钠中的一种或多种。）与四氯金酸水溶液在旋转蒸发仪中接触，得到含有固体沉淀物的混合液，然后蒸发除去水，并依次干燥、煅烧得到的固体，制备了具有不同粒径大小纳米金颗粒负载的氧化铁材料。公告号为 CN101612582 A的中国专利采用油胺、油酸作为表面活性剂又作高沸点溶剂的方法制备了金与不同形貌氧化铁纳米材料的负载材料。综合国内外研究情况，目前金负载氧化铁的试验方法大都比较复杂，实验条件相对苛刻，因此寻求一种成本低廉、制备工艺简单的绿色化学方法来制备一种高活性的金负载氧化铁的复合材料具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明所致力于制备一种高活性的 Au/Fe₂O₃ 的复合光催化剂材料。