液；称取0.125g柠檬酸三钠溶于12.5mL去离子水中得到柠檬酸钠水溶液，然后将其迅速一次性加入到氯金酸溶液中，继续加热回流30min，冷却到室温，得到纳米金水溶胶；
[0061](2)将步骤(1)制备的纳米金水溶胶进行离心(11800rpm，离心30min)，移去上清液，浓缩至30?40mL，加入6mL配制定容好的TritonX-100溶液(0.01g/mL)，按照实际溶液量加入去离子水使总体积达到60mL ;在溶液中加入0.37mL的吡咯单体和0.49mL的苯胺单体，室温下电磁搅拌30min ;搅拌完成后，室温下超声30min，再置于0°C低温恒温槽中静置30min，将过硫酸铵溶液(2.465g APS溶解于5mL去离子水)迅速加入搅拌30s，置于0°C低温恒温槽反应；静止反应12h后，抽滤，用去离子水洗涤产物至滤液无色(中性)，真空60°C干燥24h干燥，制备得到蛋黄-蛋壳结构Au@空心聚合物纳米球(即蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体)；
[0062](3)将步骤⑵制得的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体在400mL/min流速的N2气氛保护下，以2°C /min升温速率升至400°C，保持3h，制备得到蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料。
[0063]本实施例所制备的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的金含量为5% ；外部直径为186nm，内部空腔直径为91nm ;微孔孔道尺寸集中分布于1.3nm ；BET比表面积为 320m2/g ;总孔容为 0.25cm3/g。
[0064]实施例5
[0065]按照以下步骤制备一种蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料:
[0066](1)称取0.0216g的HAuC14溶于237.5mL去离子水，加入到装备有导水管、回流冷凝管、真空塞、磁子的500mL的三颈烧瓶中，用磁子剧烈搅拌，加热回流，加热至沸，得到氯金酸溶液；称取0.125g柠檬酸三钠溶于12.5mL去离子水中得到柠檬酸钠水溶液，然后将其迅速一次性加入到氯金酸溶液中，继续加热回流30min，冷却到室温，得到纳米金水溶胶；
[0067](2)将步骤(1)制备的纳米金水溶胶进行离心(11800rpm，离心30min)，移去上清液，浓缩至30?40mL，加入6mL配制定容好的TritonX-100溶液，按照实际溶液量加入去离子水使总体积达到60mL ;在溶液中加入0.29mL的吡咯单体和0.38mL的苯胺单体，室温下电磁搅拌30min ;搅拌完成后，室温下超声30min，再置于0°C低温恒温槽中静置30min，将过硫酸铵(APS)溶液(1.9169g APS溶解于5mL去离子水)一次性加入，快速搅拌30s，置于0°C低温恒温槽反应；静置反应12h后，抽滤，用去离子水洗涤产物至滤液无色(中性)，真空60°C干燥24h，制备得到具有蛋黄-蛋壳结构的Au@纳米球复合材料(即蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体)；
[0068](3)将步骤(2)制得的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体在400mL/min流速的N2气氛保护下，以2°C /min升温速率升至800°C，保持3h，制备得到蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料。
[0069]本实施例所制备的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料外部直径为102nm，内部空腔直径为38nm。
[0070]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)采用柠檬酸三钠还原氯金酸，制备得到纳米金水溶胶； (2)将步骤(1)制得的纳米金水溶胶、有机单体、水和TritonX-100水溶液搅拌混合；再将引发剂加入体系中引发单体聚合，制得蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体；所述的有机单体为苯胺和吡咯； (3)在惰性气氛下，高温炭化处理步骤⑵制得的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体，制得所述蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料。2.根据权利要求1所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的氯金酸与柠檬酸三钠的用量配比为lg:5.79go3.根据权利要求1所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体步骤为:将氯金酸加入水中，加热溶解得到氯金酸溶液，然后加入柠檬酸三钠水溶液还原制得纳米金水溶胶。4.根据权利要求1所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸铵。5.根据权利要求1所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的氯金酸与步骤(2)中所述的Triton X-100水溶液中的TritonX-100、吡咯、苯胺用量比为 0.36g: lg: (4.83 ?6.17)mL: (6.33 ?8.17)mL ； 步骤(2)中所述的吡咯与苯胺的摩尔比为1:1 ; 步骤⑵中所述的引发剂用量与吡咯和苯胺总用量摩尔比为1:1。6.根据权利要求1所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体步骤为:将步骤(1)制得的纳米金水溶胶进行离心、移去上清液、浓缩，然后加入Triton X-100水溶液和有机单体，再加入水使反应体系中吡咯和苯胺的浓度均为0.07?0.09mol/L，经过室温搅拌、超声、冰浴搅拌后，再加入预冷却的引发剂水溶液，搅拌均匀，在冰水浴条件下静置反应；反应完成后减压过滤、洗涤，制得蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体。7.根据权利要求6所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的引发剂水溶液在加入前预先冷却至0?5°C ;所述减压过滤、洗涤是在室温下减压过滤，并用水洗涤产物，直到滤液为中性。8.根据权利要求1所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的高温炭化过程具体为:将蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料前驱体置于惰性气氛中，升温到400?950°C，炭化3h。9.一种蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料，其特征在于，其由权利要求1至8任一项所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料的制备方法制得。10.权利要求9所述的蛋黄-蛋壳结构Au@空心炭纳米球复合材料在作为对硝基苯和对硝基苯酚还原中的催化剂材料中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种蛋黄-蛋壳结构Au空心炭纳米球复合材料及其制备和应用。该制备方法包括以下步骤：采用柠檬酸三钠还原氯金酸，制备得到纳米金水溶胶；将纳米金水溶胶、有机单体、水和Triton？X-100水溶液搅拌混合；再将引发剂加入体系中引发单体聚合，制得前驱体；所述的有机单体为苯胺和吡咯；在惰性气氛下，高温炭化处理步前驱体，制得所述蛋黄-蛋壳结构Au空心炭纳米球复合材料。本发明制备方法不需要模板的制备，需要复杂的表面改性，以及模板去除等繁琐步骤，简单方便。所制备的材料比表面积和尺寸可以通过碳化条件和有机单体浓度来调控，比表面积高，对硝基苯和对硝基苯酚具有良好的催化作用。
【IPC分类】B22F9/24, B22F1/02
【公开号】CN105252015
【申请号】CN201510731347
【发明人】吴丁财, 徐飞, 马俊豪, 黄智科, 符若文, 卢宇恒
【申请人】中山大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月29日