[发明专利]一种利用植物多糖合成水溶性双金属合金纳米颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种利用植物多糖合成水溶性双金属合金纳米颗粒的方法，包括以下步骤：将植物多糖和金属盐置于内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中，再加入聚乙烯吡咯烷酮或无机酸调节反应溶液的pH在1.0~3.0之间，最后补充去离子水，充分搅拌使物料混合均匀；然后将高压反应釜密封后置于马弗炉或烘箱中，在温度180~210℃下反应5~36h，取出高压反应釜，自然冷却至室温；将冷却后的产物进行离心分离，即得水溶性双金属合金纳米颗粒。本发明利用植物多糖降解为糖、醛等具有还原性的有机质，从而用于还原双金属合金纳米颗粒，是一种既简便快捷又经济环保的合成方法，合成的双金属合金形貌和尺寸可控、分散均匀，能够在水溶液中稳定存在。

技术领域

本发明属于金属纳米材料制备技术领域，具体涉及一种利用植物多糖合成水溶性双金属合金纳米颗粒的方法。

背景技术

双金属合金纳米颗粒由于其能将两种金属的功能有机地结合在一起，并产生协同效应，而且通过调控合金的组成和结构，还能使其在某方面或多方面的性能上优于单一金属纳米材料，因此双金属合金纳米颗粒的制备和应用已成为当代科学技术中的前沿课题之一。目前，双金属合金纳米颗粒常见的制备方法是两步的单金属纳米线预制备-置换法。尽管如此，预先制备单金属纳米线（Ag、Pd等）的过程条件比较苛刻，需要辅助相对昂贵、有毒的有机试剂，这必然会带来一定的环境污染问题。

近年来，材料制备过程绿色化的研究日趋活跃，利用各种植物（主要是植物叶子的煮液或浸取液等）制备双金属合金纳米颗粒的生物法备受关注。尽管如此，不同的植物受地域和生长期的影响比较大，而且植物提取液成分非常复杂，导致它们在金属前驱体还原反应和纳米颗粒成核与生长过程中的具体作用仍未明确，因而限制了生物法制备双金属合金纳米颗粒的推广和应用。

植物多糖（主要是壳聚糖和纤维素）在自然界中有广泛的分布和丰富的储量，是一种取之不尽用之不竭的可再生资源。在特定的条件下，植物多糖可降解为糖、醛等具有还原性的有机质，从而可用于还原合成形貌和尺寸可控的双金属合金纳米颗粒，目前还未见这方面的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用植物多糖合成水溶性双金属合金纳米颗粒的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用植物多糖合成水溶性双金属合金纳米颗粒的方法，包括以下步骤：

（1）将植物多糖和金属盐置于内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中，再加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或无机酸调节反应溶液的pH在1.0~3.0之间，最后补充去离子水，充分搅拌使物料混合均匀；

（2）将上述高压反应釜密封后置于马弗炉或烘箱中，在温度180~210℃下反应5~36h，取出高压反应釜，自然冷却至室温；

（3）将冷却后的产物进行离心分离，即得水溶性双金属合金纳米颗粒。

所述的植物多糖为壳聚糖或纤维素中的一种或两者的混合物。

所述的金属盐为氯金酸、硫酸银、硝酸钯中的两种，所述的双金属合金纳米颗粒为金钯合金纳米颗粒、银钯合金纳米颗粒或金银合金纳米颗粒。

所述的金属盐为氯金酸、硫酸银、氯化钯中的两种，所述的双金属合金纳米颗粒为金钯合金纳米颗粒、银钯合金纳米颗粒或金银合金纳米颗粒。

所述的无机酸为硫酸、盐酸或硝酸。

所述的植物多糖和金属盐的质量比为1∶2~30。

所述的聚乙烯吡咯烷酮加入量为金属盐物质的量之和的1-10%。

所述的去离子水的添加量为聚四氟乙烯内衬容积的40~70%。