The invention discloses a preparation method of gold nanocluster grafting metal ion photocatalyst, which includes the surface modification of gold nanoclusters by ligands and grafting metal ions on the modified surface as a catalytic site, thus preparing gold nanoclusters to grafted metal ionic photocatalyst; gold nanoclusters are the surface masks. Gold nanoclusters with carboxyl groups or gold nanoclusters with amino groups on the surface. The ligands are modified ligands with amino and sulfhydryl groups at the same time, and metal ions are transition metal ions. The photocatalyst and its application in photocatalytic reduction of CO2 reaction are also disclosed. The advantages of the invention are as follows: the ligand is modified to the surface of the gold nanocluster by the peptide bond, and the ligand is used to coordinate with a variety of transition metal ions to make the inert gold nanoclusters achieve photocatalytic activity, and the synthetic liquid phase wet synthesis method is used. The process is simple and the reaction conditions are mild. It has strong controllability, low energy consumption and easy popularization and application. One
【技术实现步骤摘要】
一种金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂的制备方法及应用
本专利技术涉及纳米材料制备
,更具体涉及一种金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
金(Au)纳米团簇是由几个到几百个金原子堆积形成的尺寸小于2nm的小颗粒,其尺寸和费米波长相当,呈现出类半导体的特殊性能。由于其离散的能级结构,金纳米团簇表现出与金纳米颗粒截然不同的性质,尤其是在可见和近红外光下有良好的吸光性能,使其在光催化、荧光标记、生化传感、光电材料等领域具有潜在的应用前景。已有众多研究将金纳米团簇作为光敏剂用于光催化反应。例如,T.Tatsuma等人将金纳米团簇敏化的TiO2作为太阳能电池的电极,在400-900nm波长的光下光电转换效率高达60%[Adv.Mater.22(2010)3185–3188];P.V.Kamat等人将Au纳米团簇用作粉末TiO2光催化剂的光敏化剂[J.Am.Chem.Soc.,2014,136,6075-6082],并在中性水中实现了可见光光催化分解水产氢;中国专利[CN105214656B]将金纳米团簇和金纳米粒子同时复合到TiO2,实现了高效的可见光产氢。金纳米团簇作为一种新型的类半导体材料,具有独特的优势,尤其是,金团簇可原子级精准的制备,为基础研究提供了良好的模型催化剂。但是由于金团簇的外表面都被配体所包裹,没有催化位点,所以纯的金纳米团簇作为催化剂是惰性的,并没有光催化活性。到目前为止仍未见将纯的金纳米团簇作为光催化剂的相关报道。将金纳米团簇进行功能化,设法在金纳米团簇的外表面设计催化位点,可有效利用金纳米团簇的光生电子,使其实现光催 ...
【技术保护点】
1.一种金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:用
【技术特征摘要】
1.一种金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:用配体对金纳米团簇进行表面修饰,在经修饰后的表面上嫁接金属离子作为催化位点,制备得到金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂;所述金纳米团簇为表面具有羧基的金纳米团簇或表面具有氨基的金纳米团簇,所述配体为同时具有氨基和巯基的修饰配体,所述金属离子为过渡金属离子。2.根据权利要求1所述的金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将氯金酸溶于水中,加入还原型谷胱甘肽搅拌至无色,然后在70℃下反应24h,加入乙腈作为沉淀剂,离心分离、洗涤、干燥,得到金纳米团簇,将所述金纳米团簇超声分散到水中,形成金纳米团簇分散液;2)将所述金纳米团簇分散液与吗啉乙磺酸缓冲液混合,加热至40~80℃,再加入N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐作为催化剂,在40~80℃下搅拌后,加入配体形成反应混合体系,使所述反应混合体系进行反应,然后经离心分离、洗涤、干燥,得到配体修饰的金纳米团簇;3)将所述配体修饰的金纳米团簇分散到水中,再加入氢氧化钠溶液,超声分散,然后在搅拌下加入金属离子进行嫁接,得到金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂;所述配体为同时具有氨基和巯基的修饰配体,所述金属离子为过渡金属离子。3.根据权利要求2所述的金纳米团簇嫁接金属离子光催化剂的制备方法,其特征在于,在步骤2)中,在所述反...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔晓峰,熊宇杰,王靳,凌山,
申请(专利权)人:安庆师范大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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