本发明专利技术公开了三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料及其制备方法和应用，该复合材料由三联吡啶-铁线型高分子配合物吸附在金纳米线表面构成；复合材料的制备方法是由氯化亚铁和1,4-双(2,2':6',2-三联吡啶-4'-基)苯先制备三联吡啶-铁线型高分子配合物，线型高分子配合物通过静电作用力固定氯金酸，再通过还原法制备金纳米线并与三联吡啶-铁线型高分子配合物复合；该制备方法低成本、高产率，工艺简单，反应条件温和，制得的复合材料结构稳定，金纳米线无团聚，对硝基还原反应具有很好的催化活性，特别适用于选择性催化硼氢化钠还原芳环上的硝基。
【技术实现步骤摘要】
三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料及其制备方法和应用，属于催化剂合成领域。
技术介绍
金属纳米材料的制备和相关性质是最近几十年的研究热点，其中的二维金属纳米线的尤为引人关注。在金纳米线的制备中，表面活性剂作为稳定剂或还原剂对纳米线的形貌和性质有重要影响。稳定金纳米线的表面活性剂常见的是带氨基或者巯基的分子，因为这些分子能够很好地稳定纳米线表面的原子从而避免团聚。而用聚合物离子作为稳定剂和模板合成金纳米线的目前还很少见。现有技术中的氯金酸钠作为制备金纳米线的前驱体，其价格相对较高。金纳米线的复合材料作为固相纳米催化剂在催化反应后不能够有效的进行回收。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供一种结构稳定、无团聚，具有较高催化活性的新型三联批唳-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料。本专利技术的另一个目的是在于提供一种低成本、高产率制备所述三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的方法，该方法工艺简单，反应条件温和，可以工业化生产。本专利技术的第三个目的是提供所述三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料在催化硝基还原反应方面的应用，该复合材料具有用量少，催化活性高，选择性好的特点，有广泛的应用前景。本专利技术提供了一种三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料，该复合材料由三联吡啶-铁线型高分子配合物吸附在金纳米线表面构成；其中，金纳米线中的金原子数目与三联吡啶-铁线型高分子配合物中的重复结构单元个数的摩尔比为2?5:1。所述三联吡啶-铁线型高分子配合物由氯化亚铁和1，4-双(2，2’:6’，2_三联吡啶-4’-基)苯以等摩尔比在常温下反应制得。所述的氯化亚铁和1，4-双(2，2’:6’，2_三联吡啶_4’ -基)苯在常温下搅拌直到溶液变成紫色即可。所述的金纳米线复合材料，三联吡啶/铁线型高分子配合物通过静电配位吸附在由柠檬酸钠还原氯金酸钠得到的金纳米线表面。所述的三联吡啶/铁线型高分子配合物通过静电配位吸附缠绕和/或包裹在金纳米线表面。本专利技术还提供了三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的制备方法，该制备方法是将氯化亚铁和1，4_双(2，2’:6’，2-三联吡啶-4’-基)苯溶于甲醇溶液中，在常温下搅拌，直到溶液变为紫色；在所述紫色溶液中加入氯金酸钠水溶液，搅拌均匀，再在搅拌作用下缓慢滴加柠檬酸钠水溶液，进行还原反应，还原反应完成后，即得三联吡唳-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料。本专利技术的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的制备方法还包括以下优选方案:优选的制备方法中氯化亚铁和1,4-双(2，2’:6’，2-三联吡啶-4’-基)苯以等摩尔比反应。优选的制备方法中氯金酸钠与1，4-双(2，2’:6’，2-三联吡啶-4’-基)苯的摩尔比为2~5:1。优选的制备方法中柠檬酸钠的摩尔量为氯金酸钠摩尔量的2.5~15倍。优选的制备方法中还原反应时间为I~3h ;最优选为2h。本专利技术还提供了所述的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的应用，该应用是将所述的复合材料应用于催化硝基还原反应。本专利技术的复合材料特别适用于应用在催化硼氢化钠对含硝基取代基的芳环化合物中硝基的选择性还原。本专利技术的有益效果:现有技术制备的金纳米线大部分只是单纯的金属纳米材料，而本专利技术首次合成出一种以三联吡啶-铁线型高分子配合物通过静电配位吸附在金纳米线表面的形成的二维线状复合材料。本专利技术先获得三联吡啶-铁线型高分子配合物，再将线型高分子配合物通过 静电作用力固定氯金酸，然后通过原位还原法生成金纳米线，并将三联吡啶-铁线型高分子配合物通过静电配位以缠绕、包裹等方式及时吸附在生成的金纳米线表面，获得结构稳定、金纳米线无团聚的线型复合材料。本专利技术的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料对硝基的还原反应表现出较高的催化活性，特别适用于催化硼氢化钠选择性还原芳环上的硝基，且复合材料稳定，可回收使用，大大降低了催化剂的使用量，生产成本降低。本专利技术的三联吡啶-铁线型高分子配合物中金属三联吡啶配合物具有良好的光电性能，使整个复合材料可能具备其它纳米材料不具备的光电方面的性质。此外，本专利技术的制备方法工艺简单，反应条件温和，适于工业化生产。【附图说明】【图1】为实施例1制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的透射电镜图。【图2】为实施例2制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的透射电镜图。【图3】为实施例3制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的透射电镜图。【图4】为实施例4制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的透射电镜图。【图5】为实施例1制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的能量色散X射线光谱(EDX)。【图6】为实施例1制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的光电子能谱图。【图7】为实施例1制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的X射线衍射图。【图8】为实施例1制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料催化硼氢化钠还原硝基苯胺的反应液中物质随时间变化的紫外-可见光谱仪分析图谱。【图9】为实施例4制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料催化硼氢化钠还原硝基苯胺的反应液中物质随时间变化的紫外-可见光谱仪分析图谱。【具体实施方式】以下实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是对本专利技术的保护范围的限制。仪器型号及厂家:JEM2100透射电子显微镜日本电子；日立U3010型紫外-可见光谱仪日立公司；K_Alphal063 型 X 射线光电子能谱仪英国 Thermo Fisher Scientific ；BD-86型X射线衍射仪日本理学；实施例1氯化亚铁(FeCl2.4H20)与1，4_双(2，2’: 6’，2_三联吡啶_4’ -基)苯按照摩尔比1/1在甲醇中常温搅拌，得到紫色的三联吡啶-铁线型高分子配合物的甲醇溶液(链结浓度:2.5mM)。取ImL上述溶液加入25mL玻璃瓶中，加入15mL甲醇稀释，加入4mL氯金酸钠(NaAuCl4)水溶液(2.5mM)，混合均匀。搅拌20分钟后在搅拌状态下加入3mL柠檬酸钠水溶液(50mM)进行还原，还原时间为2小时。最后得到深蓝色的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料絮状沉淀。制得的三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料元素分析如表1和表2。透射电子显微镜(TEM)测试方法及结果:取一定量的金属三联吡啶配合物-金纳米线复合材料絮状沉淀，用5mL的甲醇超声分散，取两滴甲醇分散液滴加到透射电镜专用的超薄碳膜覆盖的铜网上，在60°C的干燥器上干燥20min后进行测试。表1元素分析数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
三联吡啶‑铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料，其特征在于，由三联吡啶‑铁线型高分子配合物吸附在金纳米线表面构成；其中，金纳米线中的金原子数目与三联吡啶‑铁线型高分子配合物中的重复结构单元个数的摩尔比为2～5:1。
【技术特征摘要】
1.三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料，其特征在于，由三联吡啶-铁线型高分子配合物吸附在金纳米线表面构成；其中，金纳米线中的金原子数目与三联吡啶-铁线型高分子配合物中的重复结构单元个数的摩尔比为2?5:1。2.如权利要求1所述的金纳米线复合材料，其特征在于，所述三联吡啶-铁线型高分子配合物由氯化亚铁和1，4-双(2，2’:6’，2-三联吡啶-4’-基)苯以等摩尔比在常温下反应制得。3.如权利要求1所述的金纳米线复合材料，其特征在于，三联吡啶/铁线型高分子配合物通过静电配位吸附在由柠檬酸钠还原氯金酸钠得到的金纳米线表面。4.三联吡啶-铁线型高分子配合物/金纳米线复合材料的制备方法，其特征在于，将氯化亚铁和1，4-双(2，2’:6’，2-三联吡啶-4’-基)苯溶于甲醇溶液中，在常温下搅拌，直到溶液变为紫色；在所述紫色溶液中加入氯金酸钠水溶液，搅拌均...
【专利技术属性】
技术研发人员：王平山，刘叠，曹宏达，王萌，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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