1.本发明涉及非均相催化化学领域，主要涉及一种负载于纤维素材料的金纳米催化剂及其制备方法。
背景技术：2.基于由量子尺寸效应形成的电子结构，金属纳米粒子能够表现出与大尺寸金属和分子化合物不同的物理化学性质。在众多的金属纳米粒子中，金纳米颗粒因其容易制备、生物兼容性好和毒性低等优点受到了广泛关注。金纳米颗粒在催化化学、生物、光学和纳米材料等领域，具备良好的应用前景。
3.作为化学催化剂，金纳米颗粒具备良好的催化性能，能够催化完成有氧氧化、碳-碳键形成和有机化合物还原等多种类型的反应。比表面大小和表面活性位点多少，对于金纳米颗粒的催化活性至关重要。比表面积大小可以通过金纳米颗粒的尺寸大小进行调控，而表面活性位点则与采用的稳定剂配体有关。目前，金纳米颗粒的制备主要在水溶液体系中完成，与之相关的催化反应也多依赖于水溶液体系。然而，存在于水溶液体系中的金纳米颗粒对温度较为敏感，在加热条件下容易发生团聚，会明显影响金的催化性能。同时，水溶液中的金纳米颗粒在催化反应完成后，存在难以回收的难题。
4.将金纳米颗粒负载于多孔材料中，制备非均相催化剂，能够有效解决金纳米颗粒加热条件下易团聚和难以回收利用的难题。制备一种性能优良的非均相催化剂，负载材料的选择非常重要。纤维素是自然界中含量丰富的生物质材料，经济成本低并且简单易得，将其发展成为金纳米颗粒的负载材料，将为金纳米催化剂领域提供一种新型的功能材料。目前发展的用于金纳米颗粒的纤维素负载材料为纳米纤维素材料，在水溶液中其仍不具备良好的热稳定性。因此，发展一种新型的多孔状纤维素负载材料，用于制备非均相的金纳米催化剂，解决金纳米颗粒具有的低热敏感性和难以回收利用等难题，有着重要的基础研究意义和实际应用价值。
技术实现要素：5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种负载于纤维素材料的金纳米催化剂及其制备方法。
6.本发明的技术方案如下：
7.本发明提供一种负载于纤维素材料的金纳米催化剂，其制备原料包括羧甲基纤维素钠、含有四苯乙烯结构的季铵盐和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒。
8.在本发明中，所述羧甲基纤维素钠，含有的糖基单元数目为300～1000个。
9.在本发明中，所述含有四苯乙烯结构的季铵盐为溴化n,n,n-三甲基-8-(4-(2-(4-辛氧基苯基)-1,2-二苯基乙烯基)苯氧基)辛烷-1-铵。
10.在本发明中，所述十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的尺寸为5～100nm。
11.在本发明中，所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，包括：
12.将含有四苯乙烯结构的季铵盐的水溶液和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的水溶液混合，待混合均匀后，加入到羧甲基纤维素钠的水溶液中，将上述混合液震荡10分钟后，离心舍弃上清液，所得沉淀产物经水洗三次，最终经15小时冻干处理，制得所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂。
13.在本发明中，所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，所述含有四苯乙烯结构的季铵盐的水溶液和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的水溶液中，所述含有四苯乙烯结构的季铵盐和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的摩尔比为10000:1～1000:1。
14.在本发明中，所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，所述混合液中，所述羧甲基纤维素钠，以糖基单元数目计，所述羧甲基纤维素钠与含有四苯乙烯结构的季铵盐的摩尔比为1:0.2～1:0.1。
15.本发明提供了一种负载于纤维素材料的金纳米催化剂及其制备方法，所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂及其制备方法具有如下特点：
16.1、本发明所制得负载于纤维素材料的金纳米催化剂中，羧甲基纤维素和含有四苯乙烯结构的季铵盐通过离子键结合。
17.2、本发明所制得负载于纤维素材料的金纳米催化剂，为多孔状材料。
18.3、本发明所制得负载于纤维素材料的金纳米催化剂，具有加热条件下稳定性好和容易回收利用等特点。
19.4、本发明所制得负载于纤维素材料的金纳米催化剂，在应用于催化反应时无催化剂整体尺寸方面的要求。
20.5、本发明所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，为水相体系制备方法，具有制备处理工艺简便等特点。
附图说明
21.图1为实施例1所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的透射电子显微镜图。
22.图2为实施例1所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂，在催化荧光素钠还原反应中，反应体系在517nm处的荧光强度变化图。
具体实施方式
23.本发明提供了一种负载于纤维素材料的金纳米催化剂及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
24.下面结合实施例，进一步阐述本发明：
25.实施例1：
26.将溴化n,n,n-三甲基-8-(4-(2-(4-辛氧基苯基)-1,2-二苯基乙烯基)苯氧基)辛烷-1-铵的水溶液(25mm，500μl)和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的水溶液(12μm，100μl)混合，待混合均匀后，将其加入到含有625μl浓度为200μm的羧甲基纤维素钠(500个
糖基单元，浓度以糖基单元计)的水溶液的离心管中，将所得混合液震荡10分钟，将混合液在相对离心力为6000g的离心条件下离心30分钟，舍弃上清液，将所得沉淀用水洗涤三次后冷冻干燥15小时，制得本发明所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂。
27.所制备得到的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，其透射电子显微镜图，如图1所示，得出：本发明所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂中，金纳米颗粒成功负载于由羧甲基纤维素和含有四苯乙烯结构的季铵盐形成的复合材料中。
28.所制备得到的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，在水溶液体系中，所制备得到的负载于纤维素材料的金纳米催化剂能够催化荧光素钠的还原反应，如图2所示，得出：所制备得到的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，能够催化硼氢化钠还原荧光素钠为非荧光化合物，致使体系在517nm处的荧光强度减弱。
29.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域内的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种负载于纤维素材料的金纳米催化剂，其特征在于，其合成原料包括羧甲基纤维素钠、含有四苯乙烯结构的季铵盐和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠，含有的糖基单元数目为300～1000个。3.根据权利要求1所述的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，其特征在于，所述含有四苯乙烯结构的季铵盐为溴化n,n,n-三甲基-8-(4-(2-(4-辛氧基苯基)-1,2-二苯基乙烯基)苯氧基)辛烷-1-铵。4.根据权利要求1所述的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，其特征在于，所述十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的尺寸为5～100nm。5.根据权利要求1～4任一项所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括：将含有四苯乙烯结构的季铵盐的水溶液和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的水溶液混合，待混合均匀后，加入到羧甲基纤维素钠的水溶液中，将上述混合液震荡10分钟后，离心舍弃上清液，所得沉淀产物经水洗三次，最终经15小时冻干处理，制得所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂。6.根据权利要求5中所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述含有四苯乙烯结构的季铵盐的水溶液和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的水溶液中，所述含有四苯乙烯结构的季铵盐和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的摩尔比为10000:1～1000:1。7.根据权利要求5中所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述混合液中，所述羧甲基纤维素钠，以糖基单元数目计，所述羧甲基纤维素钠与含有四苯乙烯结构的季铵盐的摩尔比为1:0.2～1:0.1。
技术总结本发明涉及非均相催化化学领域，主要涉及一种负载于纤维素材料的金纳米催化剂及其制备方法。本发明所述负载于纤维素材料的金纳米催化剂的制备方法，包括将羧甲基纤维素钠、含有四苯乙烯结构的季铵盐和十六烷基三甲基铵稳定的金纳米颗粒的水溶液混合制备复合物，并经离心舍弃上清液和冷冻干燥所得复合物等操作。本发明制得的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，是一种多孔状材料，具备热稳定性好和易回收利用等特点。本发明制得的负载于纤维素材料的金纳米催化剂，可以应用于催化化学和工业催化等相关领域。催化等相关领域。
技术研发人员：吴中涛 张蕾
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：2022.05.09
技术公布日：2022/7/5
