[发明专利]一种基于生物法的核-壳结构纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于生物法的核-壳结构纳米复合材料，其特征在于该复合材料的内核为经络合剂修饰的氨基酸作为生物软模板衍生的活性氧化物介孔TiO₂空心纳米球，核与壳之间是以芳樟树叶提取液为生物还原剂制得的分散均匀的Au纳米颗粒，壳层为原位生长的惰性氧化物ZrO₂层；

所述的络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸钠、酒石酸钠、乙二胺或三乙烯四胺中的一种或几种的组合；

所述的氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、谷氨酸或6-氨基己酸中的一种或几种的组合。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物法的核-壳结构纳米复合材料，其特征在于核-壳结构纳米复合材料中，以制备的纳米复合材料计，TiO₂质量百分含量为30 wt%~80 wt%，Au质量百分含量为0.05 wt%~20 wt%，ZrO₂质量百分含量为10 wt%~60 wt%。

3.一种如权利要求1所述的基于生物法的核-壳结构纳米复合材料制备方法，其特征在于该核-壳结构纳米复合材料的制备方法为：

步骤a）.室温下，将质量比例为1:10~1:100的氨基酸和乙醇超声分散5~30 min，然后加入0.01~0.05 mol络合剂，搅拌1~3 h，再加入钛源，并继续搅拌0.5~2 h，最后转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，100~300 ℃下水热反应15~30 h，离心、洗涤后，50~80 ℃干燥10~12 h得到介孔TiO₂空心纳米球；

步骤b）. 将质量比例为1:20~1:100的芳樟树叶干粉和去离子水超声分散5~30 min，随后在80~100 ℃加热10~30 min，冷却、抽滤后，得到浓度为10~50 g/L的芳樟树叶提取液；

步骤c）.将步骤a）制备的介孔TiO₂空心纳米球加入到含金酸的水溶液中，介孔TiO₂空心纳米球与含金酸水溶液的质量比例为200:1~20:1，浸渍0.5~2 h，然后加入10~30 mL步骤b）制备的芳樟树叶提取液，搅拌1~4 h，离心、洗涤后，50~80 ℃干燥10~12 h得到具有均匀Au纳米颗粒分散的Au/TiO₂；

步骤d）将步骤c）制备的Au/TiO₂与聚乙烯吡咯烷酮K30、乙醇超声分散5~30 min，Au/TiO₂、聚乙烯吡咯烷酮K30与乙醇的质量比例为1:4:120~1:8:400；然后加入含有质量比为1:2的锆源和六亚甲基四胺的水溶液， 70~90 ℃下搅拌2~4 h，离心、洗涤后，50~80 ℃干燥10~12 h得到具有核-壳结构的纳米复合材料ZrO₂/Au/TiO₂。

4.根据权利要求3所述的一种基于生物法的核-壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤a）中所述的钛源为正丁醇钛、异丙醇钛中的一种或者两种的复合物。

5.根据权利要求3所述的一种基于生物法的核-壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤c）中所述的含金酸水溶液为氯金酸、乙酸金水溶液中的一种或者两种的复合物，水溶液中金的浓度为0.1~1 mg/mL。

6.根据权利要求3所述的一种基于生物法的核-壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤d）中所述的锆源为五水合硝酸锆、氯化锆中的一种或者两种的复合物。