一种紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法技术

技术编号：41005501 阅读：4 留言：0更新日期：2024-04-18 21:42

本发明专利技术涉及一种紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，属于纳米催化剂技术领域。本发明专利技术将钨酸钠溶液和金前驱体溶液加入到甲醇溶液中，超声处理得到混合溶液，在氮气条件下，紫外光照射诱导反应5～10min，固液分离，固体真空干燥即得金纳米颗粒助催化剂。本发明专利技术利用钨酸钠和紫外光诱发的电子转移过程，将金前驱体溶液还原成金纳米颗粒，可负载到催化剂载体上并对催化剂载体改性，本发明专利技术方法易于控制金属助催化剂的尺寸和负载量，降低合成类似材料的成本和难度，降低成本，且体系内未引入有毒有害的药品或试剂，减少对环境的污染。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，属于纳米催化剂。

技术介绍

1、金属纳米颗粒，尤其是金纳米颗粒(au nanoparticles,au nps)，因其独特的物理化学性质，在催化领域中扮演着重要角色。这些纳米颗粒因其尺寸小、比表面积大，展现出与块体金属不同的催化性能。au nps特别擅长在低温下催化某些化学反应，这使得它们在环保和绿色化学中具有重要应用。au nps在多种化学反应中显示出优异的催化性能，如氧化反应、还原反应和有机合成反应等。它们在环境治理(如废气处理)、医药合成、能源转化(如燃料电池)等领域有着广泛的应用前景。

2、目前，aunps在合成过程中面临的问题主要集中在以下几个方面；首先是尺寸和形状的精确控制，金纳米颗粒的催化性能、光学性质和生物兼容性等都与其尺寸和形状密切相关，精确控制这些参数是一大挑战；其次是纯度和一致性的问题，合成过程中可能产生杂质，如副产品或未反应的起始材料，这些杂质会影响纳米颗粒的性能，保证合成出的纳米颗粒具有高纯度和一致性是一个重要的问题；紧接着也要考虑到环境影响和安全性问题，合成au nps的某些方法可能涉及有毒化学物质或产生有害副产品，这对环境和操作人员的安全构成威胁。开发更环保的合成方法是当前的研究热点；最后是合成成本：某些高效的合成方法可能成本较高，这限制了其在某些应用领域的广泛使用。降低合成成本，同时保持纳米颗粒的高质量，是实现其商业化的关键。

3、目前au nps的制备主要有：化学还原法，使用还原剂(如柠檬酸、硼氢化钠等)在

技术实现思路

1、针对当前金纳米颗粒助催化剂的制备问题，本专利技术提出一种紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，即在紫外光照射下，利用钨酸钠溶液在紫外光照射下的电子转移过程将金前驱体还原成金属纳米颗粒，制备出尺寸为10～50nm的纳米颗粒，具有极高的表面积与体积比、反应活性和原子利用率。

2、一种紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，具体步骤如下：

3、(1)将钨酸钠粉末和乙二醇加入到去离子水中，超声溶解得到钨酸钠溶液；

4、(2)将金前驱体超声溶解于去离子水中得到金前驱体溶液；

5、(3)将钨酸钠溶液和金前驱体溶液加入到甲醇溶液中，超声处理得到混合溶液，在氮气条件下，紫外光照射诱导反应5～10min，固液分离，固体真空干燥即得金纳米颗粒助催化剂。

6、所述步骤(1)钨酸钠溶液中钨酸钠的浓度为10～30g/l，乙二醇的添加量为去离子水体积的10～15％。

7、所述步骤(2)金前驱体为氯金酸，金前驱体溶液的浓度为5～10g/l。

8、所述步骤(3)甲醇溶液为甲醇-去离子水溶液，甲醇溶液中甲醇质量浓度为5～10％。

9、所述步骤(3)钨酸钠与金前驱体的摩尔比为2～6:3，钨酸钠溶液与甲醇溶液的体积比为1～3:25。

10、所述步骤(3)紫外光波长为315～400nm。

11、本专利技术的有益效果是：

12、(1)本专利技术在无有毒有害药品的存在下，利用钨酸钠溶液在紫外光照射下的电子转移过程将金前驱体还原成金属纳米颗粒，制备出尺寸为10～50nm的纳米颗粒，具有极高的表面积与体积比、反应活性和原子利用率；可作为催化剂用于电催化、热催化、光催化反应；

13、(2)本专利技术制备金纳米颗粒助催化剂的方法工艺简单、对设备要求低、成本低。

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【技术保护点】

1.一种紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于：步骤(1)钨酸钠溶液中钨酸钠的浓度为10～30g/L，乙二醇的添加量为去离子水体积的10～15％。

3.根据权利要求1所述紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于：步骤(2)金前驱体为氯金酸，金前驱体溶液的浓度为5～10g/L。

4.根据权利要求1所述紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于：步骤(3)甲醇溶液为甲醇-去离子水溶液，甲醇溶液中甲醇质量浓度为5～10％。

5.根据权利要求4所述紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于：步骤(3)钨酸钠与金前驱体的摩尔比为2～6:3，钨酸钠溶液与甲醇溶液的体积比为1～3:25。

6.根据权利要求1所述紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于：步骤(3)紫外光波长为315～400nm。

【技术特征摘要】

1.一种紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于：步骤(1)钨酸钠溶液中钨酸钠的浓度为10～30g/l，乙二醇的添加量为去离子水体积的10～15％。

3.根据权利要求1所述紫外光诱导电子转移制备金纳米颗粒助催化剂的方法，其特征在于：步骤(2)金前驱体为氯金酸，金前驱体溶液的浓度为5～10g/l。

4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周熙源，王聪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：

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