贵金属纳米复合材料的制备及性能研究

随着纳米技术在生命科学领域不断的发展,相继出现越来越多的新材料,比如纳米材料。由于纳米粒子具有较大的比表面积,以及纳米材料的所具有的特性使其受到研究者的重视。其中贵金属纳米粒子还具有SPR效应(表面等离子共振效应),使其具有某些特别的性质,比如纳米金的光照生热以及纳米银增强光催化的能力。

纳米金(AuNPs)具有良好的光热转化能力,可以用于光热治疗。泊洛沙姆407(F127)具有较好的生物相容性,生物降解性,温敏性和无毒性。而且泊洛沙姆407还具有较好的增溶和表面活性剂的作用。

纳米金光热升温速度快,会伤到正常组织细胞。因此,如果能复合相变储能材料,当温度过高时会吸收其热量,将温度能控制在一定范围,从而减少正常细胞的损伤。相变储能材料中比较常用的有正十八烷(C18H38),石蜡(Petrolin)等。

本文通过物理复合法制得具有一定控温能力的AuNPs/F127/相变材料复合水凝胶,并且具有温敏性和光敏性,可以在光照下发生凝胶。纳米银具有一些特别的性质,比如较好的电子传输能力,表面效应和量子尺寸效应等,可与其他光催化材料复合并提高光催化效率。因此为了提高g-C3N4复合材料的光催化性能,本文还研究了 C/Ag纳米复合材料的加入对g-C3N4的性能的影响。

主要内容如下:(1)使用柠檬酸钠还原法制备纳米金,通过SEM,XRD,光热升温测试等方法进行表征。制备出的纳米金为均匀颗粒,在光照下可以升温,并且升温效果较好。使用物理复合法制备AuNPs/F127复合水凝胶。

通过SEM和宏观观察手段对AuNPs/F127复合水凝胶进行了表征,AuNPs/F127复合水凝胶具有孔洞状结构,并且纳米金在网络结构中分散性良好。通过光热测

量法,对AuNPs/F127复合水凝胶的光热能力及光热凝胶能力进行了表征。结果表明纳米金在AuNPs/F127复合水凝胶中也具有较好的光热能力,并且可以通过光热促使AuNPs/F127复合水凝胶发生凝胶。

(2)使用物理复合法,制得AuNPs/F127/正十八烷复合材料,通过SEM,FTIR等方法进行表征。结果表明AuNPs/F127/正十八烷复合材料具有多孔状结构,并且正十八烷是以物理方式复合到AuNPs/F127中的。通过光热升温和自然降温测试,表明了 AuNPs/F127/正十八烷复合材料在升温时具有一定的控温能力,并且随着正十八烷含量的增加,控温能力越好。

使用物理复合法,将AuNPs/F127纳米复合水凝胶与石蜡复合制得

AuNPs/F127/石蜡复合材料,通过光热升温和自然降温测试,测试了不同纳米金对复合材料的影响。与AuNPs/F127/正十八烷比较发现可以通过改变相变材料的相变温度,控制材料的控温范围。(3)通过水热还原法制备了 g-C3N4/C/Ag纳米复合材料,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和高分辨率傅立叶变换红外(FTIR)光谱表征了产品的微观形貌和化学组成。

产品的紫外可见光吸收光谱分析表明,加入的纳米银可以提高复合材料的光吸收范围和可见光的吸收强度。用制备得到的四种样品进行了亚甲基蓝的降解实验,发现当反应条件为180℃,反应时间为6h时,得到的g-C3N4/C/Ag纳米复合材料的光催化降解性能最好。表明成功制备出了g-C3N4/C/Ag纳米复合材料,其光催化性能比g-C3N4更强。