一种纳米金-介孔二氧化硅复合纳米管及其制备和应用

摘要

本发明首次以苯胺寡聚体有机纳米线为模板制备出了纳米金-介孔二氧化硅复合纳米管。该材料具有较大的比表面积(BET比表面积达到469m²/g)和介孔孔道(3.7nm)，纳米金催化剂的大小(5～20nm)和负载量(1～5wt％)都能够简单有效调控，避免了催化剂的脱落和晶粒尺寸的生长等弊端。以其作为催化剂对对硝基苯酚染料的降解具有高催化活性(当水体中对硝基苯酚的浓度为1mM时，以1mg Au-mSiO₂复合纳米管为催化剂，1小时之内完成超过95％的降解，降解速率常数可达k＝0.045min^-1)，可循环使用3次以上而不降低催化性能，制备方法简单易行，反应在室温和水相环境中进行，节能环保。

主权项

一种纳米金‑介孔二氧化硅复合纳米管，其特征在于：苯胺寡聚体有机纳米线自身表面带有负电荷，经阳离子聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)吸附改性后，其表面转变为正电荷；将表面带有负电荷的金纳米粒子(Au NPs)通过静电作用吸附到改性后的有机纳米线表面，之后再以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体，利用溶胶‑凝胶反应在Au NPs以及纳米线表面同时包覆生长介孔SiO₂管壁，包覆过程中以十八烷基三甲氧基硅烷(C₁₈‑TMS)为介孔模板剂并使其与TEOS共水解形成SiO₂壳层，经过洗涤、干燥、煅烧，纳米线模板和介孔模板剂同时被除去，Au NPs经过烧结会嵌在介孔二氧化硅(mSiO₂)管壁的内壁上，最终得到纳米金‑介孔二氧化硅(Au‑mSiO₂)复合纳米管催化剂材料。