[发明专利]基于银纳米粒子的凝胶材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米金属有机凝胶复合材料的生产制备领域，具体地，涉及 基于银纳米粒子的凝胶材料及其制备方法和应用。

背景技术

纳米金属有机凝胶复合材料的合成与应用是目前凝胶材料科学研究的 热点领域之一。使用原位法合成此类复合材料无需使用表面活性剂，而纳米 粒子均匀分布于凝胶网络且维持较长时间而不聚沉。纳米粒子直接嵌入凝胶 网络使得纳米凝胶复合材料兼具凝胶和纳米粒子两种材料的性质，可以显著 优化材料的理化性质，如光学性质，粘性，热导性，机械强度等。因此纳米 凝胶复合材料在多元化应用中，被认为是最具有潜力的材料之一。目前纳米 凝胶复合材料在催化、抗菌、荧光、电化学和磁性等方面有着广泛的应用。

铜纳米粒子和银纳米粒子作为催化剂一直被人们所关注，将合成的铜纳 米粒子和银纳米粒子封装于凝胶网状结构是设计催化剂一个较好的策略。目 前文献报道纳米金属有机凝胶复合材料的合成方法多为预先合成好纳米粒 子然后掺入金属有机凝胶中。掺入法的缺点是掺入的纳米粒子的粒径、性质 等是确定的，基本不可变的。使用原位一锅法形成纳米金属有机凝胶复合材 料甚少见于文献。原位法是在形成金属有机凝胶过程中通过有机配体与金属 离子在一定的溶剂条件下自身进行化学反应，形成金属纳米粒子。纳米粒子 的粒径分布与配体和金属盐的用量、温度、机械超声等有一定的关系，因而 可以通过改变溶剂、配体和金属离子的量或加热、超声和光照等条件调控纳 米粒子的大小、性能。因此原位法合成纳米金属有机凝胶复合材料已引起了 极大的研究兴趣。

对氨基苯酚是一种重要的化工原料和医药中间体，广泛应用于医药、染 料、橡胶、农药和感光材料等领域。如合成，扑热息痛、偶氮染料、防老剂、 对氯苯氧乙酸和造显影剂等。因此，开发对氨基苯酚的绿色合成工艺具有重 要的意义，也是近年研究的热点。

因此，提供一种生产工艺简单、反应条件温和，制得的银纳米粒子粒径 分布较窄且均匀嵌入金属有机凝胶网络中，对芳香硝基化合物的还原具有良 好的催化效果的基于银纳米粒子的凝胶材料及其制备方法是本发明亟需解 决的问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中纳米金属有机凝 胶复合材料的合成方法多为预先合成好纳米粒子然后掺入金属有机凝胶中， 使得掺入的纳米粒子的粒径、性质等是确定的，基本不可变的问题，从而提 供一种生产工艺简单、反应条件温和，制得的银纳米粒子粒径分布较窄且均 匀嵌入金属有机凝胶网络中，对芳香硝基化合物的还原具有良好的催化效果 的基于银纳米粒子的凝胶材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于银纳米粒子的凝胶材料的制 备方法，其中，所述制备方法包括：在二甲基甲酰胺和水存在的条件下，将 2-氨基-5-巯基-1,3,4噻二唑和硝酸银混合，制得基于银纳米粒子的凝胶材料。

本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子 的凝胶材料。

本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于银纳米粒子 的凝胶材料或根据上述所述的基于银纳米粒子的凝胶材料在催化还原芳香 族硝基化合物中的应用。

通过上述技术方案，本发明在二甲基甲酰胺和水存在的条件下，将2- 氨基-5-巯基-1,3,4噻二唑和硝酸银混合，从而使得通过上述方法和材料制得 的基于银纳米粒子的凝胶材料中银纳米粒子粒径分布较窄且能够均匀嵌入 金属有机凝胶纤维网络中，同时，使得该制得的基于银纳米粒子的凝胶材料 在还原芳香硝基化合物时具有良好的催化效果，大大提高还原产率，降低还 原时间。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：

图1A是实施例1中制得的基于银纳米粒子的凝胶材料的外形图；

图1B是实施例1-实施例12中制得的基于银纳米粒子的凝胶材料的紫外 可见吸收光谱图；

图2A是实施例1中制得的A1的SEM图；

图2B是实施例1中制得的A1的TEM图；

图2C为实施例5、实施例10、实施例14和实施例17的XRD图；