[发明专利]一种碳球/Au纳米复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种碳球/Au纳米复合材料的制备方法及其应用，首先制备碳球，再通过聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)在碳球表面修饰，使得碳球表面带有正电荷，利用静电引力，在以H₂O和DMF为混合溶剂的加热搅拌过程中让AuCl₄^‑均匀快速吸附到碳球表面；最后在聚乙烯吡咯烷酮PVP的保护下以N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)为还原剂，让Au沿着特定的晶面生长，从而一步原位还原得到负载均匀的碳球/Au纳米复合材料。跟现有技术相比，本发明以绿色、廉价、易合成的碳球为基底负载金纳米粒子，反应时间较短，操作简便，重复性很高；通过改变HAuCl₄加入量，可以得到负载量可控的碳球/Au纳米复合材料；所得材料具有催化性能，尤其是对催化4‑硝基苯酚还原具有优越的催化性能。

主权项

1.一种碳球/Au纳米复合材料的制备方法，包括碳球的制备过程、碳球的改性过程、Au纳米粒子的负载过程，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：/na、称取十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于蒸馏水中，在磁力搅拌的过程中加入葡萄糖，待全部溶解后，停止搅拌，把上述溶液倒入反应釜中，放入烘箱中，升温至160-180℃，反应10-12h，冷却至室温，离心得沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗涤数次，在真空干燥箱中60-80℃干燥至恒重，得碳球；其中，葡萄糖在水溶液中的浓度为100g/L，十六烷基三甲基溴化铵与葡萄糖的质量比为1：40；/nb、称取步骤a制备的碳球溶于蒸馏水中，依次加入NaCl以及聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)，磁力搅拌1h，停止静置离心得沉淀物，用去离子水洗涤数次，得改性碳球；其中，NaCl在水溶液中的浓度为1mol/L，聚二烯丙基二甲基氯化铵、碳球与NaCl在水溶液中的质量比为(34.67-104)：1：116.88；/nc、将步骤b得到的改性碳球转入烧瓶，并分散在DMF与H₂O的混合溶剂中，再加入PVP和HAuCl₄溶液，常温磁力搅拌1h，升温至130-150℃，回流搅拌2h，冷却至室温，离心得沉淀物，用去离子水和无水乙醇各洗涤数次，在真空干燥箱中60-80℃干燥至恒重，得碳球/Au纳米复合材料；其中，HAuCl₄溶液、改性碳球与PVP的质量比为(0.33-1)：1：(1.33-10)；HAuCl₄溶液的浓度为10g/L。/n