木质素溶液中纳米金的绿色合成方法技术

本发明专利技术公开了木质素溶液中纳米金的绿色合成方法。该方法为：在微波条件下，木质素水溶液与氯金酸溶液发生氧化还原反应，制备出粒径分布为15nm~20nm，分散均匀且长期稳定存放的纳米金粒子。该纳米金粒子的合成过程是一种绿色、环保、快速的纳米金属制备方法，完全符合“绿色化学”的要求。木质素是储量丰富的天然生物质资源和常见的农林及造纸废弃物。因此，本发明专利技术不仅为纳米金的绿色合成提供了一条新思路，更是对实现可再生资源及农林废弃物的高值化利用进行的合理的、有意义的探索。本绿色合成过程使纳米金粒子在生物、医疗、环保等领域有着巨大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米
，具体涉及。
技术介绍
纳米金因为具有良好的物理化学特性而被广泛应用于催化、生物、光学、医学等领域。纳米金的制备方法主要有超声、球磨、物理气相沉积等物理方法，以及无机化学还原、电化学还原等化学还原法等。但传统的化学还原法需要用水合肼、硼氢化钠等对人类和环境有害的还原剂，同时需要使用高分子聚合物、表面活性剂、无机盐等稳定剂，一定程度上限制了纳米金材料在生物、医学等领域的应用。木质素是仅次于纤维素的第二大天然高分子，也是第一大天然芳香族聚合物，储量极其丰富。木质素通过苯基丙烷结构单元间的多种方式脱氢形成醚键与碳-碳键，结构复杂，表面存在苯酚、羟基、羧基、醛基、甲氧基等众多活性基团，能发生亲核亲电反应、烷基化反应、氧化还原反应、硝化反应、缩聚反应、接枝共聚反应等，在化学合成领域拥有巨大的发展潜力。然而目前，作为造纸工业的主要副产品之一，木质素主要用作燃料、混凝土减水剂、肥料等低附加值产品，或降解成香草醛等芳香族化合物原料进行使用，用于合成贵金属纳米材料等高值化利用还鲜有报道。木质素结构中含有大量酚羟基、醚键等还原性基团，可以将金属离子还原成纳米金属粒子。与此同时，木质素分子具有三维空间网络结构，可以作为金属纳米粒子理想的天然高分子稳定剂，包裹在纳米粒子周围，形成稳定的纳米金粒子。本专利技术提供了一种稳定的纳米金粒子及其绿色合成方法。首次利用木质素作为还原剂和稳定剂，采用高效的微波辐射法在常压下水相中绿色快速地制备纳米金粒子，该制备过程符合“绿色化学”所提倡的纳米粒子制备中反应试剂、还原剂和稳定剂的“绿色化”和“环保化”。其制备过程实现对农林造纸废弃物木质素的高效利用，制备的纳米金粒子在生物、医疗等领域有着巨大的应用前景。此外本专利技术还为贵金属纳米复合材料的制备提供了新的方向，同时为纳米贵金属的深入研宄与应用提供了良好的理论与实践基础。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的缺陷，提供。本专利技术技术方案如下: ，在微波条件下，木质素水溶液与氯金酸溶液发生氧化还原反应，制备出粒径分布为15 nm~20 nm，分散均勾且长期稳定存放的纳米金粒子。上述方法中，木质素来源于以禾本科植物为原料的造纸黑液。上述方法的具体步骤如下: 将0.0500 g~0.2000 g的HAuCl4溶于去离子水中配成2.2 mg/mL?8.8 mg/mL的HAuCl4溶液，搅拌均匀后置于微波反应器中，设置微波辐射功率为700 W-1000 W，辐射温度为70 °C?100 °C;将0.0750 g~0.1500 g木质素溶解于NaOH溶液中，搅拌后得到10 mg/mL~20 mg/mL的木质素水溶液，在搅拌的条件下，滴加到上述配制的HAuCl4S液中，反应5min?90 min后即得到稳定的纳米金粒子。上述方法中，此反应在水相中进行，且无需添加任何化学分散剂、还原剂与稳定剂等试剂。上述方法制备出的纳米金粒子外层包裹着木质素。上述方法制备出的木质素-纳米金复合物离心后可在水中重新均匀分散。上述方法中，纳米金的制备过程主要经历了络合、还原和生长三个阶段。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点: (I)本专利技术使用农林造纸废弃物木质素作为还原剂和稳定剂，在碱性水相中制备纳米金粒子，避免了使用有机溶剂、分散剂、化学还原剂和稳定剂，得到的纳米金粒子在生物、医学等领域有重要的研宄与应用前景。(2)本专利技术制备出的纳米金粒子外层包裹着木质素，离心后能够重新均匀分散于水中，有效地解决了纳米金粒子易团聚、难分散的难题。(3)本专利技术利用木质素作为还原剂与稳定剂制备纳米金粒子，更好地促进木质素的功能化和高值化利用，也为农林生物质资源的转化利用开辟了新的研宄方向。【附图说明】图1为本专利技术实施实例I?4的纳米金粒子的UV-Vis吸收光谱图。图2为本专利技术实施实例3的纳米金粒子离心后在水中重新分散的透射电镜照片。图3本专利技术实施实例3的纳米金粒子外层被木质素包裹且分散均匀的高分辨透射电镜照片。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步地具体详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。实施例1 将0.0500 g的HAuCl4溶于去离子水中配成2.2 mg/mL的HAuCl 4溶液，搅拌均匀后置于微波反应器中。将0.0750 g木质素溶于NaOH溶液，搅拌后得到10 mg/mL木质素溶液。调节微波辐射功率为700 W，辐射温度为60 0C，将上述配制的木质素氢氧化钠溶液缓慢滴入HAuCl4溶液中，此时木质素与金的比例约为150 mg:0.125 mmol。反应5 min后即得到稳定的纳米金粒子。实施例2 将0.1000 g的HAuCl4溶于去离子水中配成4.4 mg/mL的HAuCl 4溶液，搅拌均匀后置于微波反应器中。将0.1000 g木质素溶于NaOH溶液，搅拌后得到12.5 mg/mL木质素溶液。调节微波辐射功率为800 W，辐射温度为70 0C，将上述配制的木质素氢氧化钠溶液缓慢滴入HAuCl4溶液中，此时木质素与金的比例约为150 mg:0.250 mmol。反应30 min后即得到稳定的纳米金粒子。实施例3 将0.1500 g的HAuCl4溶于去离子水中配成2.2 mg/mL的HAuCl 4溶液，搅拌均匀后置于微波反应器中。将0.1250 g木质素溶于NaOH溶液，搅拌后得到15 mg/mL木质素溶液。调节微波辐射功率为900 W，辐射温度为80 0C，将上述配制的木质素氢氧化钠溶液缓慢滴入HAuCl4溶液中，此时木质素与金的比例约为150 mg:0.375 mmol。反应60 min后即得到稳定的纳米金粒子。实施例4 将0.2000 g的HAuCl4溶于去离子水中配成2.2 mg/mL的HAuCl 4溶液，搅拌均匀后置于微波反应器中。将0.1500 g木质素溶于NaOH溶液，搅拌后得到20 mg/mL木质素溶液。调节微波辐射功率为1000 W，辐射温度为90 0C，将上述配制的木质素氢氧化钠溶液缓慢滴入HAuCl4溶液中，此时木质素与金的比例约为150 mg:0.500 mmol。反应90 min后即得到稳定的纳米金粒子。图1为本专利技术实施实例I?4的纳米金粒子的UV-Vis吸收光谱图。在波长为530nm附近出现了金纳米粒子的特征吸收峰，说明纳米金制备成功。随着纳米金紫外吸收峰的半峰宽较窄，说明粒子的粒径分布均匀。实例3、4中纳米金紫外吸收峰的半峰宽较窄，说明其粒子的粒径分布均匀。图2为本专利技术实施实例3的纳米金粒子离心后在水中重新分散的透射电镜照片。从图中可以看到，纳米金离心后可在水中重新均匀分散，无团聚现象。所制备的纳米金粒径约为15 nm~20 nm，分布均勾，粒子呈球状，形态规则，且大小均一。图3为本专利技术实施实例3的纳米金粒子外层被木质素包裹且分散均匀的高分辨透射电镜照片。从图中可以清晰地看到纳米金粒子的晶格条纹，表明所制备的纳米金粒子属于晶体结构。纳米金粒子外层被高分子所包裹，粒子之间没有团聚，说明木质素对纳米金粒子具有良好的稳定作用。本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
木质素溶液中纳米金的绿色合成方法，其特征在于，在微波条件下，木质素水溶液与氯金酸溶液发生氧化还原反应，制备出粒径分布为15 nm~20 nm，分散均匀且长期稳定存放的纳米金粒子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王小英，韩国程，孙润仓，李翔，黎章明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44