1 简介 5

2 实验部分 7

2.1 原料 7

2.2 中式饭团状Au/SiO2 NCPs的制备 7

2.3 中式饭团状Au/SiO2 NCPs水溶液分散性的评价 8

2.4 评估Au/SiO2 NCPs 水性分散体系pH值 8

2.5 Au/SiO2 NCPs催化活性的评估 8

2.6 性质 9

3 结论和讨论 10

3.1 基于反相细乳液的合成与中式饭团状Au/SiO2 NCPs的催化应用 10

3.2 Au/SiO2 NCPs的水溶液分散性与可逆胶体稳定水分散体系中pH的依赖性 15

3.3 HAuCl4还原过程中的Au NPs 17

3.4 中式饭团状Au/SiO2 NCPs的形成机理 18

4 结论 20

参考文献 20

致谢 24

1 简介

近年来，Au纳米粒子（NPs）由于在对硝基苯酚（p-NPh）[1]还原反应、烯烃氢氯化[2]、烯烃环氧化[3]、醇氧化[4]反应中展现出的卓越的催化活性被集中研究。在使用Au纳米粒子时一个最臭名昭著的问题是，大小为几个纳米的Au纳米粒子的催化活性有时要忍受因为差的水分散性引起的高表面能[5]。加入胶体稳定剂如小分子表面活性剂、聚合物分散剂和有机配体可以有效防止Au纳米粒子团聚[6,7]。然而，Au纳米粒子的催化活性或多或少会受覆盖在其表面的胶体稳定剂而劣化[8]。论文网

此外，Au纳米粒子的分散性可以通过固定化的多孔纳米载体提高[9,10]。多功能材料，例如二氧化硅[8、11、12]、二氧化钛[13]、氧化锌[14]和碳（C）[15]已被用于制作纳米载体。其中，二氧化硅是无机材料中使用最广泛的一种材料，应用于制备贵金属/二氧化硅纳米复合材料（NCPs），因为其可调谐多孔结构和良好的化学性质和热稳定性、良好的生物相容性和SiO2良好的机械强度。Au纳米粒子浸透SiO2载体表面已经被应用与制备Au/SiO2纳米复合粒子[16,17]。通常情况下，该方法包括两个步骤：（1）在Au盐的水溶液中预分散SiO2纳米载体；（2）在Au盐的还原反应中通过加入还原剂还原Au NPs。虽然这种方法很容易实施，Au纳米粒子支架的固定化效率往往比较低。为了提高固定化效率，Au盐支架的附加修饰必须用于改进Au NPs和SiO2载体之间的相互作用[18,19]。但是，由于附加修饰作用制备过程的复杂性将会增加。

反相细乳液包含极性分散相和非极性连续相[20]。多功能亲水纳米材料可以通过多种反应技术制备得到，例如聚合反应和反相细乳液中的溶胶-凝胶过程[20]。Landfester等。制备无机多孔纳米材料，例如SiO2和TiO2纳米粒子通过反相细乳液中无机前驱体的溶胶-凝胶过程制备获得[21,22]。最近，我们设计了一个便捷的基于反相细乳液技术制备贵金属/无机支撑体的纳米复合粒子[23-26]。首先，贵金属盐/无机支撑纳米复合粒子通过无机前驱体的溶胶-凝胶过程制备得到；其次，整合贵金属盐就是通过添加还原剂联氨原位减少纳米复合粒子。通过这种技术，蓝莓状Ag/TiO2 NCPs[26]、蓝莓状Au/SiO2 NCPs[23]和Janus的Pd/SiO2 NCPs[24]已经被成功制备获得。该技术的优点如下所示：（1）由于纳米复合粒子中贵金属盐的原位还原，固定化效率高；（2）纳米复合粒子的类型可以通过改变贵金属盐或无机前驱体的类型来轻易调整；（3）贵金属纳米粒子的含量可以通过调节一定范围内贵金属盐的装载量来方便的改变。然而，在蓝莓状Au/SiO2 NCPs的制备中，Au NPs的粒径均大于10nm,贵金属纳米粒子颗粒的尺寸分布相对较宽[23]。据报道粒子尺寸为10nm的金纳米粒子具有更高的催化活性[27]。因此，有可能通过降低贵金属纳米粒子的粒径和缩小粒径分布来进一步增加Au/SiO2 NCPs的催化活性。此外，这种制备方法包括制备无机纳米载体和贵金属纳米颗粒的顺序。因此，必须付出很多努力来做出简化的制备方法。在现在的贡献中，中式饭团状Au/SiO2 NCPs通过二氧化硅前驱体和一步法反相细乳液还原HAuCl4同时进行溶胶-凝胶反应已经成功制备。很大数量的SiO2纳米支架所构成的很小的SiO2 NPs显示出了中式饭团状的形态。粒子尺寸为10nm且粒度分布窄的Au NPs已经制备得到了。大多数Au纳米粒子附着于SiO2 纳米粒子的表面，这有利于催化应用。制备得到的Au/SiO2 NCPs可以轻易的分散在含水体系中，并且在可逆稳定胶体中显示出对pH的依赖性。在使用硼氢化钠（NaBH4）的对硝基苯酚（p-NPh）的还原反应中，制备得到的Au/SiO2 NCPs体现了高催化活性和良好的回收再利用性能。