[发明专利]一种核壳结构的C@P4VP@Au催化剂的制备及应用

摘要

本发明一种核壳结构的C@P4VP@Au催化剂的制备及应用。首先采用水热法制备单分散的C球，然后采用乳液聚合法在C球表面包覆聚4-乙烯基吡啶（P4VP）壳层，再利用P4VP的两亲性，以HAuCl₄为前驱体，NaBH₄为还原剂，通过化学还原法将纳米Au颗粒负载到P4VP壳层内。调节4-VP单体、交联剂二乙烯基苯的加入量以及HAuCl₄溶液的浓度等条件，可制备不同壳层厚度和Au负载量的C@P4VP@Au微球。该方法制备的微球具有规整的核壳结构，得到的Au纳米粒子粒径较小（约3nm），均匀分布在P4VP壳层中。C@P4VP@Au微球对4-硝基苯酚催化还原表现出很高的催化效率和循环稳定性。

主权项

一种核壳结构的C@P4VP@Au 催化剂的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1.碳球的制备：将浓度为5‑20 wt.%葡萄糖水溶液，加入到水热反应釜中，将温度控制在160℃‑220℃反应2‑8h，经过离心、醇洗、水洗，烘干，得到粒径为160‑220nm的C球；步骤2：将步骤1制备得到的C球超声分散到四口烧瓶中的浓度为0.01wt .%聚乙烯基吡咯烷酮PVP水溶液中，然后加入单体4‑乙烯基吡啶4‑VP和交联剂二乙烯基苯DVB乳液，在N₂氛围下搅拌8‑16h，然后升温至50‑80 ℃，加入过硫酸钾KPS引发反应2‑5 h，经过离心、醇洗、水洗，烘干，得到直径在200 ‑ 260 nm的C@P4VP微球；其中，各物料质量比为PVP：H₂O：4‑VP：DVB：KPS = 0.05‑0.4:100:1‑10:0.01‑0.1:0.001‑0.1；步骤3：取步骤2制备的C@P4VP微球，超声分散于水中，然后加入浓度为1 wt .% HAuCl₄水溶液，吸附1‑5h，再加入NaBH₄水溶液，反应30‑180min后，离心、醇洗、水洗、烘干，得到粒径为200‑260nm的核壳结构的C@P4VP@Au催化剂，各物料质量比为H₂O：HAuCl₄：NaBH₄ = 100:0.01‑0.05:0.1‑0.5。