[发明专利]一种采用高分子离子液制备金纳米粒子的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种采用高分子离子液制备金纳米粒子的方法。

背景技术

金纳米粒子在各个领域中的应用具有悠久的历史，但由于其稀有贵重，在化学领域的发展中受到了严重的阻碍。随着新的有机金属化学、络合化学以及纳米科技的不断发展，金纳米粒子才具有了广阔的应用前景和深远的研究意义。金纳米粒子(GNPs)因为具有较大的比表面积和较高的表面能已成为金催化剂领域的研究热点，同时GNPs也是生物化工、医学诊断等领域的重要材料之一。

金纳米粒子的物理和化学性质与其尺寸及形貌密切相关，因此尺寸和形状单分散的Au属纳米粒子的可控生长也是目前Au属纳米粒子研究的难点和热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用高分子离子液制备金纳米粒子的方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种采用高分子离子液制备金纳米粒子的方法，包括以下步骤：

(1)制备PVI粉末

将1-乙烯基咪唑和AIBN(偶氮二异丁腈)以质量比：1-乙烯基咪唑∶AIBN＝(20～50)∶(1～2.5)混合，之后在氮气环境下搅拌回流12～48小时，过滤，滤得固体为PVI粉末，备用；

(2)制备N-烷基PVI溴盐颗粒

称取PVI粉末和溴代烷烃，PVI粉末和溴代烷烃的质量比为：PVI粉末∶溴代烷烃＝(0.5～2.5)∶(5～10)，将PVI粉末和溴代烷烃混合，在50～70℃下搅拌回流48～120小时，过滤，所得固体为N-烷基PVI溴盐颗粒；

(3)制备金纳米粒子

取步骤(2)制得的N-烷基PVI溴盐颗粒，配制成浓度为0.0040～0.0050mol/L的N-烷基PVI溴盐离子液溶液；

将浓度为0.0025～0.0035mol/L的HAuCl₄溶液滴加到所述N-烷基PVI溴盐离子液溶液中，混合均匀，得反应液A，其中HAuCl₄的摩尔数与N-烷基PVI溴盐离子液溶液中咪唑基的摩尔数之比为：HAuCl₄∶N-烷基PVI溴盐离子液溶液中咪唑基＝1∶8～1∶2，之后向反应液A中加入NaBH₄溶液至反应液A由浅黄色变至紫红色，冷冻干燥，所得固体即为金纳米粒子。

所述溴代烷烃优选为溴代正丁烷或1-溴代辛烷。

高分子离子液是一种通过不饱和小分子离子液聚合而成的高分子材料，由于结合了离子液体特殊的导电、界面和催化性能和高分子特殊空间立体性能，因此与普通稳定剂相比，高分子离子液的离子基团得电性能、溶解特性和界面性质均明显提高，对金属纳米粒子具有较高的吸附作用；另外，高分子上离子液基团之间的静电排斥和高分子链的空间位阻能可有效的阻止金纳米粒子的团聚，在制备金纳米粒子方面具有独特的作用。

本发明提供的采用高分子离子液制备金纳米粒子的方法以咪唑基高分子离子液体为稳定剂，采用化学还原法制得了金纳米粒子。通过HRTEM、UV-vis等对制得的金纳米粒子的尺寸、形貌和催化性能进行了测试，测定结果表明采用本发明提供的制备金纳米粒子的方法制得的金纳米粒子尺寸小，粒径均匀，分散性好，不易聚集，具有较高的催化活性，且对环境污染小。采用本发明方法制得的金纳米粒子有望在生物化工、医学诊断等领域有良好的应用。

附图说明

图1为用实施例1制得的金纳米粒子配制成的金纳米粒子溶液的紫外-可见吸收光谱图；

图2为用实施例1制得的金纳米粒子的TEM图；

图3为用实施例1制得的金纳米粒子配制成的金纳米粒子溶液的催化对硝基苯酚的紫外图。

具体实施方式

实施例1

本实施例采用高分子离子液制备金纳米粒子的方法，包括以下步骤：

(1)制备PVI粉末

将1-乙烯基咪唑和AIBN以质量比：1-乙烯基咪唑∶AIBN＝20∶2.5混合，之后加入溶剂四氢呋喃，在氮气环境下搅拌回流48小时，过滤，滤得固体为PVI粉末，备用；

(2)制备N-正丁烷基PVI溴盐颗粒

称取PVI粉末和溴代正丁烷，PVI粉末和溴代正丁烷的质量比为：PVI粉末∶溴代正丁烷＝2.5∶5，将PVI粉末和溴代正丁烷混合，之后加入溶剂三氯甲烷，在50℃下搅拌回流48小时，过滤，所得固体为N-正丁烷基PVI溴盐颗粒；

(3)制备金纳米粒子