本发明专利技术涉及一种含Au?DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡的制备方法，包括：将聚酰胺-胺树状大分子水溶液预热，然后加入氯金酸溶液，搅拌反应2-3h，冷却干燥，得到树状大分子稳定的金纳米颗粒Au?DSNPs；配制重量比为1:1-2的PAA/PVA的聚电解质纺丝原液，进行静电纺丝，得到纳米纤维毡，然后将纤维毡热交联进行水稳定性处理；将上述纳米纤维毡在水中浸润2-4h，然后加入树状大分子稳定的金纳米颗粒Au?DSNPs水溶液，振荡，真空干燥，即得。本发明专利技术工艺简单，产品易得，通过物理方法组装到纤维膜的金纳米颗粒催化效率高、可重复利用性好，在催化、环境修复等领域具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合纳米纤维毡的制备领域，特别涉及。
技术介绍
金属纳米颗粒由于具有尺寸和形貌依赖性，因而不同尺寸的金属纳米颗粒往往展现出许多独特的物理化学性质，这激起了人们对金属纳米材料浓厚的兴趣。其中最重要的就是关于纳米材料的应用研究。近年来，关于金属纳米材料在光学、生物传感器、药物传递、医学成像、催化等领域应用研究的文献报道层出不穷。金属纳米材料在催化领域发展尤为迅速。目前金、银、铜、钯等多种金属纳米材料已在催化领域取得比较好的应用° 例如 Esumi (Kazutaka Hayakawa, Tomokazu Yoshimura, Kunio Esum1.Preparationof gold—dendrimer nanocomposites by laser irradiation and their catalyticreduction of4-nitrophenol.Langmuir2003, 19，5517-5521)等人制备了树状大分子包裹的纳米金复合材料，并将该种复合材料用于催化四硝基苯酚的还原反应，展现出极好的催化效果。但是此种复合材料难于重复利用及不易回收的缺点使其应用受到限制。静电纺丝是一种简单而高效的纳米纤维成型技术。通过静电纺丝法制备的纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、长径比大、力学性能好等优点。静电纺丝技术的这些优势，使其在增强材料、生物医学、多孔材料、电极材料、催化剂载体等领域都有着广泛的应用前景。本课题组之前的工作中已经用原位合成法制备得到含有金纳米颗粒的静电纺聚乙烯亚胺/聚丙烯酸纳米纤维租(Fang et al.J.Mater.Chem.2011, 21 (12), 4493-4501),并对这种含金纳米纤维复合材料的催化性能进行了测试，得到了很好的结果。上述原位还原方法制备的纳米复合材料除在纤维表面有金属纳米颗粒外，纤维内部还有大量纳米颗粒。为了进一步提高含金纳米纤维复合材料的催化活性，表面纳米颗粒的组装方法也逐渐得到人们的青睐。检索国内外相关文献尚未发现有将树状大分子稳定的金纳米颗粒组装到纤维表面的报道。我们通过将第二代聚酰胺-胺树状大分子稳定的金纳米颗粒组装到纤维表面得到纳米纤维复合材料，一方面克服了树状大分子稳定的金纳米颗粒用作催化剂时难回收的缺点，另一方面利用静电纺纤维毡大的比表面积的优点，将其组装在纤维表面将大大提高纳米颗粒的催化性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法具有简单易操作、原料易回收、环境污染小、适合规模生产等优点。通过这种制备方法上载的金纳米颗粒稳定、无团聚，且均匀分布在纤维表面。本专利技术的，包括:(I)将聚酰胺-胺树状大分子水溶液预热，然后加入氯金酸溶液，搅拌反应2_3h，冷却干燥，得到树状大分子稳定的金纳米颗粒Au DSNPs ;其中金和树状大分子的摩尔比为3:1 ；(2)配制重量比为1:1-2的聚丙烯酸PAA/聚乙烯醇PVA的聚电解质纺丝原液，进行静电纺丝，得到纳米纤维毡，然后将纤维毡热交联处理；(3)将上述纳米纤维毡在水中浸润2_4h，然后加入树状大分子稳定的金纳米颗粒Au DSNPs水溶液，振荡，真空干燥，即得物理方法组装的含Au DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡。所述步骤(I)中聚酰胺-胺树状大分子为第二代。所述步骤(I)中预热为在60°C水浴中，预热20min。所述步骤(I)中聚酰胺-胺树状大分子水溶液的浓度为2.5-3.5mM。所述步骤(I)中氯金酸溶液的浓度为30mg/mL。所述步骤(2)中PAA/PVA的总质量浓度为12%。所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为:纺丝电压16.6kV，流速0.5mL/h，接收距离25cm,湿度40 60 %，温度20 25°C。所述步骤(2)中热交联温度为120 145°C，交联时间为30 45min。所述步骤(3)中树状大分子稳定的金纳米颗粒Au DSNPs水溶液的浓度为9 10.5mg/mL。所述步骤(I)和(3)中干燥时间为24_36h。所述步骤(3 )中浸润时间为3h。为研究步骤(3)制备的复合纤维材料的催化性能，将含Au DSNPs的PAA/PVA复合纳米纤维材料用于催化四硝基苯酚的还原反应以验证其催化效果；为了对比通过物理方法组装到纤维膜上金纳米颗粒催化活性，须做一组对照，配制与步骤(3)同样浓度的AuDSNPs水溶液，通过化学反应将Au DSNPs组装到PAA/PVA纤维膜上，取吸附后的上清液用Lambda25紫外-可见分光光度计测量这一系列吸附不同时间后Au DSNPs水溶液在520nm波长处的吸光值，绘制浓度-吸光度标准曲线，确定最大化学组装吸附所需时间。将化学组装后的纤维毡用于催化四硝基苯酚的还原反应以验证其催化效果。化学组装纤维租的方法为:配制5 6.3mg/mL的1_(3_ 二甲氨基丙基)_3_乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)溶液，将静电纺PAA/PVA纤维毡浸润在0.8 1.0mL的EDC溶液中3h，然后加入9 10.5mg/mL的Au DSNPs水溶液，摇床振荡。组装完成后，取出纤维膜真空干燥，即得化学方法组装的含Au DSNPs的PAA/PVA纤维毡。使用SEM (扫描电子显微镜)、EDS (能量分散谱)、TEM (透射电子显微镜)、TGA (热重分析)、UV-vis (紫外可见光谱)表征本专利技术获得的含树状大分子稳定的金纳米颗粒的复合纳米纤维毡及其催化活性的结果分别如下:(I) SEM的测试结果SEM的测试结果表明:本专利技术中制备的组装有Au DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡与未组装Au DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡相比形貌保持良好，孔隙率大，且纤维直径并未发现大的改变。单根纳米纤维表面光滑，粗细分布均匀，无串珠。未组装Au DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡的纤维平均直径为225nm左右，参见附图1。物理方法组装有Au DSNPs的纤维平均直径为225nm左右，参见附图2。化学方法组装有Au DSNPs的纤维平均直径为232nm左右，参见附图3。(2) EDS的测试结果EDS的测试结果证实了物理和化学两种组装方法得到的静电纺PAA/PVA纳米纤维毡中存在金元素，分别参见附图4 (a)、(b)。(3) TEM测试结果TEM测试结果表明通过物理和化学两种组装方法的得到的纤维毡中，金纳米颗粒完全分布在PAA/PVA纳米纤维毡的表面，直径在5nm左右，参见附图5。(4) TGA测试结果TGA测试结果显示:在空气气氛下，含有Au DSNPs的PAA/PVA纤维毡在200°C左右开始被分解。经历900°C高温后，物理吸附和化学反应两种方法组装得到的最终剩余物应该是纤维毡中金的含量。通过折算得出纳米金颗粒在纤维毡中的含量分别为8.14%和12%，参见附图6。(5) UV-vis 测试结果UV-vis测试结果表明:物理吸附和化学反应两种方法得到的纤维毡在536nm出现了纳米金颗粒的表面等离子体共振吸收峰，参见附图7。通过物理方法组装的含有Au DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡在催化四硝基苯酚的实验中Smin左右达到97%的催化效率，参见附图8。通过对比该材料重复3次催化四硝基苯酚实验说明，该纳米纤维毡仍保持稳定高效的催化效率，参见附图9。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含Au?DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡的制备方法，包括：（1）将聚酰胺?胺树状大分子水溶液预热，然后加入氯金酸溶液，搅拌反应2?3h，冷却干燥，得到树状大分子稳定的金纳米颗粒Au?DSNPs；其中金和树状大分子的摩尔比为3:1；（2）配制重量比为1:1?2的聚丙烯酸PAA/聚乙烯醇PVA的聚电解质纺丝原液，进行静电纺丝，得到纳米纤维毡，然后将纤维毡热交联处理；（3）将上述纳米纤维毡在水中浸润2?4h，然后加入树状大分子稳定的金纳米颗粒Au?DSNPs水溶液，振荡，真空干燥，即得含Au?DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡。
【技术特征摘要】
1.一种含Au DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡的制备方法，包括: (I)将聚酰胺-胺树状大分子水溶液预热，然后加入氯金酸溶液，搅拌反应2-3h，冷却干燥，得到树状大分子稳定的金纳米颗粒Au DSNPs ;其中金和树状大分子的摩尔比为3:1 ;(2)配制重量比为1:1-2的聚丙烯酸PAA/聚乙烯醇PVA的聚电解质纺丝原液，进行静电纺丝，得到纳米纤维毡，然后将纤维毡热交联处理； (3)将上述纳米纤维毡在水中浸润2-4h，然后加入树状大分子稳定的金纳米颗粒AuDSNPs水溶液，振荡，真空干燥，即得含Au DSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡。2.根据权利要求1所述的一种含AuDSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中聚酰胺-胺树状大分子为第二代，聚酰胺-胺树状大分子水溶液的浓度为 2.5-3.5mM。3.根据权利要求1所述的一种含AuDSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中预热为在60°C水浴中，预热20min。4.根据权利要求1所述的一种含AuDSNPs的PAA/PVA纳米纤维毡的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中氯金酸溶液的浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：史向阳，胡登脉，黄云鹏，刘辉，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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