经过科学家的研究发现,当金属金的粒径小于 5。0 nm 时,对于一些反应有明显的催化作用,所以,纳米金粒子在催化方面 [2] 的应用研究逐渐进入到研究热点中。大量的科学研究表明,决定金纳米颗粒的是其粒子尺寸。纳米复合材料通常是指其组成成分中至少有一种物质的直径在1-100 nm范围内,组成纳米复合物的各个成分的物理性质或是化学性质可以相同也可以不同。纳米复合材料不但具有组成它的各种物质的物理性质和化学性质,而且还具有其组成的各个组分所不具有的通过各个组分之间的协同作用而产生的新的性质。纳米复合材料可以将很多种不同功能的材料结合成一个单一的纳米整体。
当纳米金粒子的具有非常小粒径时,其在催化反应中常具有非常高的选择性和催化活性。但随之而来的问题是如果使用尺寸较小的金粒子进行催化反应,金纳米粒子在反应过程中容易发生团聚不太容易从反应液中分离出来。很重要的是金纳米粒子具有很强的催化性,表面性。为了攻克这个特殊性质,科学家研究出了一种载体能够吸附纳米金粒子,即纳米复合材料。纳米复合材料是结合两种及两种以上的材料的结合体并且要保证其中一相的中物质粒子的直径大小达到纳米数量级。源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766
由于纳米复合材料具有许多寻常材料所不具有的特殊物理、化学性质。而被广泛应用。介孔硅材料具有立体孔道与很大的表面积,可用于承载金纳米粒子,制备出分散均匀的负载型金纳米粒子催化剂。与此同时,可以在此纳米复合材料上进行一些有机基团的附合,从而进一步提高金纳米粒子在介孔材料[8]上的分散度,提高纳米材料的催化活性。但随之而来的是利用后嫁接法[10]制备非均相催化剂时,悬挂于介孔材料孔道中的有机基团在堵塞孔道的同时,降低了介孔材料的有序度,甚至于限制反应底物在催化反应中的扩散。除此以外,而采用共聚法进行制备的是,由于介孔材料能够承载一些有机基团和具有催化活性的物质。能够让具有催化活性的物质均匀分布,就不会使介孔材料的孔道发生堵塞的现象。还有一个需要解决的问题是该纳米材料中的金纳米粒子在催化反应中容易发生团聚和烧结的一些情况。总结以上情况,我们采用焙烧法让纳米金粒子附和在巯基功能化有序介孔有机硅材料SH-PMO(Et)上,让金属具有较高的活性。但在高温情况下的焙烧会使金纳米粒子发生团聚,金纳米粒子就很难负载在介孔有机硅材料上;而且如果纳米金粒子被介孔有机硅材料负载时,附和在介孔有机硅材料上的有机基团会发生燃烧,介孔材料不能很好保持原有的骨架结构。
如果是通过共聚法附和在巯基功能化有序介孔有机硅材料(PMOs)的介孔表面上,在此基础上介孔孔道就不会被纳米金粒子堵塞,并且可以使巯基功能化有序介孔有机硅材料中的基团均匀分散在骨架结构上,就可以提高该纳米复合材料的催化性能,制备出均匀分散的复合型的金纳米粒子材料。同时,用这个方法制备的纳米金复合材料催化剂在催化反应中对反应底物在孔道中能够很大程度上降低扩散限制,发挥催化剂的高催化活性。如果改变巯基功能化有序介孔有机硅材料中有机基团的种类和含量在很大程度上可以改变介孔材料表面的表面积以及对材料的负载能力。
本文首先采用共聚法制得巯基功能化的有序介孔有机硅材料 SH-PMO(Et)[4]。然后氯金酸中的金被介孔材料孔道上的巯基原位还原,反应中能够形成颗粒很小的纳米级别的金粒子,纳米金粒子与没有参加还原的巯基及时结合,即可成功地得到 Au-SH/SO3H -PMO(Et)纳米复合材料。充分利用了巯基功能化的有序介孔有机硅材料很好的吸附性以及纳米金粒子很好的催化活性。为催化剂的进一步研究提供了一种新的思路和方法。基于此,将合成的纳米复合材料Au-SH/SO3H -PMO(Et)应用于葡萄糖的检测,验证其催化性能,为葡萄糖传感器[5]的发展添砖加瓦。