CN110152473A - 一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法 - Google Patents
一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110152473A CN110152473A CN201910498886.XA CN201910498886A CN110152473A CN 110152473 A CN110152473 A CN 110152473A CN 201910498886 A CN201910498886 A CN 201910498886A CN 110152473 A CN110152473 A CN 110152473A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gold nanoparticle
- solution
- gold
- nanoparticle
- trithocyanates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 148
- 239000010931 gold Substances 0.000 title claims abstract description 148
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 148
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 145
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 120
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 105
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 69
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 64
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- WZRRRFSJFQTGGB-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazinane-2,4,6-trithione Chemical compound S=C1NC(=S)NC(=S)N1 WZRRRFSJFQTGGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 40
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 36
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 36
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 28
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 23
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 22
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims description 19
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims description 19
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 13
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 11
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000005595 deprotonation Effects 0.000 claims description 10
- 238000010537 deprotonation reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 5
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M gold monochloride Chemical compound [Cl-].[Au+] FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 34
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 10
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 description 9
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N thiocyanic acid Chemical compound SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N cyanic acid Chemical compound OC#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005311 nuclear magnetism Effects 0.000 description 2
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 2
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910004042 HAuCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930013930 alkaloid Natural products 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000001652 electrophoretic deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004032 superbase Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/0234—Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
- B01J31/0235—Nitrogen containing compounds
- B01J31/0244—Nitrogen containing compounds with nitrogen contained as ring member in aromatic compounds or moieties, e.g. pyridine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D263/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings
- C07D263/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings not condensed with other rings
- C07D263/08—Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
- C07D263/16—Heterocyclic compounds containing 1,3-oxazole or hydrogenated 1,3-oxazole rings not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D263/18—Oxygen atoms
- C07D263/20—Oxygen atoms attached in position 2
- C07D263/22—Oxygen atoms attached in position 2 with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to other ring carbon atoms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/80—Organic bases or salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/06—Polluted air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及能源化工领域,具体涉及一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法,将三聚硫氰酸盐负载到金纳米粒子阵列上的吸收剂,该方法实现对CO2的吸收既可在气相进行也可在液相进行,同时还实现了CO2转化的双功能的催化作用,即对CO2进行资源化利用。该方法具有操作简单、合成周期短以及便于工业中大规模生产的优点,为吸收空气中的二氧化碳开辟了新途径。
Description
技术领域
本发明涉及能源化工领域,具体涉及一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法。
背景技术
大气中的CO2含量持续上升,为此人们提出了二氧化碳的捕集与储存技术(CO2capture and sequestration,CCS),并进行了大量的研究。在CCS技术的基础上,研究人员提出CO2的捕集与资源化利用(CO2capture and utilization,CCU)策略。在对二氧化碳进行吸收的同时也能将其转化。在20世纪80年代,在催化领域人们发现处于纳米尺寸的金粒子在光学、电学等方面具有优良的性质,同时对许多化学反应具有很好的选择性催化作用。在纳米微晶状态,金能够在低至197K时活化一氧化碳和氧气并生成二氧化碳。相比其它金属,金催化作用的一个主要特征是它对一氧化碳以及其他一些反应的催化能力依赖于金颗粒的大小。制备金纳米粒子阵列的方法主要有:气液界面制备法、液液界面制备法、Langmuir-Blodgett制备法、电泳沉积制备法。同时相关的研究表明,含硫的多氮弱碱化合物如三聚硫氰酸也可以作为一种亲核试剂与CO2发生反应,而且比多氮强碱化合物吸收效果好。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法,将三聚硫氰酸盐负载到金纳米粒子阵列上的吸收剂,该方法实现对CO2的吸收既可在气相进行也可在液相进行,同时还实现了CO2转化的双功能的催化作用,即对CO2进行资源化利用。该方法具有操作简单、合成周期短以及便于工业中大规模生产的优点,为吸收空气中的二氧化碳开辟了新途径。
具体技术方案如下:
一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂,所述吸收剂用于吸收CO2,是将三聚硫氰酸盐负载到金纳米粒子阵列上,三聚硫氰酸盐中N位点与S位点会形成共轭结构,同时含有的氮可固定CO2,强化复合材料对二氧化碳的吸附作用。
一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂的制备方法,将三聚硫氰酸盐负载到金纳米粒子阵列上的吸收剂,具体包括如下步骤:
(1)金纳米粒子的合成
以氯金酸和盐酸为原料配制40mmol/L-60mmol/L等摩尔浓度的HAuCl4/HCl混合溶液;以NaBH4和NaOH为原料,配制40mmol/L-60mmol/L等摩尔浓度的NaBH4/NaOH混合溶液;将加入去离子水的比色管放入涡旋振荡器中以一定的转速振荡,在振荡条件下加入HAuCl4/HCl混合溶液;在同样的条件下,垂直与比色管壁、快速加入NaBH4/NaOH混合溶液并计时1min,放入沸水浴加热2.5min,取出后自然冷却至室温;
(2)金属纳米粒子的相转移
首先向金属纳米粒子溶液中加入丙酮,振荡使其混合均匀后再向其中加入正己烷与少量正十二烷基硫醇的混合溶液,其中丙酮与正己烷的质量比1:1,充分振荡,静置备用;
(3)金纳米粒子阵列的制备
在聚四氟乙烯胶带上滴加80μL-100μL的甲苯,使甲苯尽量呈圆形;然后滴加1-2滴金属纳米粒子的正己烷溶液于甲苯液滴上,并迅速用胶头滴管吹动甲苯液滴使其收缩促进金纳米粒子的组装,由于正己烷的挥发速度远大于甲苯,而且由于纳米粒子表面的烷基链间的疏水作用,能使纳米粒子在甲苯表面自行组装聚集,待甲苯全部挥发后,聚四氟乙烯胶带上就得到一张金纳米粒子薄膜;
(4)金纳米粒子阵列的真空热处理
将制备好的金纳米粒子阵列放入50ml带盖的离心管中,在盖子上扎两个小孔,然后用聚四氟乙烯的软胶带将离心管封住;将其放置真空干燥箱中,在353K、-0.1MPa的条件下真空加热4h,然后待干燥箱冷却至室温后将其取出;
(5)金纳米粒子阵列配体的替换
金纳米粒子与三聚硫氰酸的交联:配制20mmol/L的三聚硫氰酸溶液于称量瓶中,将已经真空热处理的金纳米粒子阵列放入三聚硫氰酸溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
负载三聚硫氰酸的金纳米粒子去质子化:
a.金纳米粒子与氢氧化钠的替换:配制20mmol/L的氢氧化钠溶液于称量瓶中,将已被三聚硫氰酸交联过的金纳米粒子放入氢氧化钠溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
b.金纳米粒子与氢氧化钾的替换:配制20mmol/L的氢氧化钾溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钠交联过的金纳米粒子放入氢氧化钾溶液中,重复上述(a)中操作;
c.金纳米粒子与三乙烯二胺的替换:配制20mmol/L的三乙烯二胺溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钾交联过的金纳米粒子放入三乙烯二胺溶液中,重复上述(a)中操作;
d.金纳米粒子与六次亚甲基四胺的替换:配制20mmol/L的六次亚甲基四胺溶液于称量瓶中,将已被三乙烯二胺交联过的金纳米粒子放入六次亚甲基四胺溶液中,重复上述(a)中操作。
与现有技术相比,本发明具有如下有益技术效果:
本发明通过将三聚硫氰酸盐负载到金纳米阵列的方法成功合成一种新的吸收剂,该吸收剂可应用于吸收空气中低浓度的CO2,显著地提高了CO2的吸收效率;同时作为CO2转化反应的催化剂,实现金纳米粒子与三聚硫氰酸的双功能催化二氧化碳转化的作用。而且三聚硫氰酸作为一种弱碱性化合物,自身就是一种吸收二氧化碳的良好试剂,其效果甚至高于有些超强碱类化合物。三聚硫氰酸盐中N位点能与S位点会形成共轭结构,同时含有的氮会固定CO2,强化了制备的复合材料对二氧化碳的吸附作用,减少了能耗。本发明方法开辟了一种用金纳米粒子负载三聚硫氰酸吸收CO2的新方法,为空气中低浓度的二氧化碳的吸收的提供的新思路,有望为CO2的吸收捕集和资源化利用提供潜在的新途径。
附图说明
图1为利用NaBH4还原HAuCl4合成金纳米粒子再从水相转移至有机相的金纳米粒子溶液的紫外光谱图;
图2是在聚四氟乙烯胶带上自组装形成的金纳米粒子阵列的紫外光谱图;
图3是经过真空热处理后金纳米粒子阵列的紫外光谱图;
图4是将经真空热处理后的金纳米粒子放入三聚硫氰酸的乙醇溶液后金纳米粒子阵列的紫外光谱图;
图5是为了使三聚硫氰酸去质子化,用碱NaOH溶液处理金纳米阵列后金纳米阵列的紫外光谱图;
图6是为了使三聚硫氰酸去质子化,用三乙烯二胺溶液处理金纳米阵列后金纳米阵列的紫外光谱图;
图7是在聚四氟乙烯胶带上自组装形成的金纳米粒子阵列的TEM图像;
图8是经过真空热处理后金纳米粒子阵列的TEM图像;
图9是将经真空热处理后的金纳米粒子放入三聚硫氰酸的乙醇溶液后金纳米粒子阵列的TEM图像;
图10是用碱处理后金纳米粒子阵列的TEM图像;
图11是用NaOH溶液对三聚硫氰酸去质子化后吸收CO2前、后的红外光谱图;
图12是阳离子为(三乙烯二胺)DABCOH+的三聚硫氰酸盐吸收CO2前后的红外光谱图;
图13是金纳米粒子负载的双功能催化剂对CO2的吸收机理图;
图14是金纳米粒子负载的双功能催化剂对N杂环丙烷的化学催化转化机理图;
图15是3-乙基-5-苯基噁唑啉-2-酮的核磁氢谱图;
图16是3-乙基-5-苯基噁唑啉-2-酮的核磁碳谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明,但本发明的保护范围不受实施例和附图所限。
实施例1
(1)金纳米粒子的合成
以氯金酸和盐酸为原料配制50mmol/L等摩尔浓度的HAuCl4/HCl混合溶液;以NaBH4和NaOH为原料,配制50mmol/L等摩尔浓度的NaBH4/NaOH混合溶液;将加入去离子水的比色管放入涡旋振荡器中以一定的转速振荡,在振荡条件下加入HAuCl4/HCl混合溶液;在同样的条件下,垂直与比色管壁、快速加入NaBH4/NaOH混合溶液并计时1min,放入沸水浴加热2.5min,取出后自然冷却至室温;
(2)金属纳米粒子的相转移
首先向金属纳米粒子溶液中加入5.0g丙酮,振荡使其混合均匀后再向其中加入5.0g正己烷与0.1μL正十二烷基硫醇的混合溶液,充分振荡30s,静置备用;
(3)金纳米粒子阵列的制备
在聚四氟乙烯胶带上滴加80μL-100μL的甲苯,使甲苯尽量呈圆形;然后滴加1-2滴金属纳米粒子的正己烷溶液于甲苯液滴上,并迅速用胶头滴管吹动甲苯液滴使其收缩促进金纳米粒子的组装,由于正己烷的挥发速度远大于甲苯,而且由于纳米粒子表面的烷基链间的疏水作用,能使纳米粒子在甲苯表面自行组装聚集,待甲苯全部挥发后,聚四氟乙烯胶带上就得到一张金纳米粒子薄膜;
(4)金纳米粒子阵列的真空热处理
将制备好的金纳米粒子阵列放入50ml带盖的离心管中,在盖子上扎两个小孔,然后用聚四氟乙烯的软胶带将离心管封住;将其放置真空干燥箱中,在353K、-0.1MPa的条件下真空加热4h,然后待干燥箱冷却至室温后将其取出;
(5)金纳米粒子阵列配体的替换
金纳米粒子与三聚硫氰酸的交联:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0532g的三聚硫氰酸粉末,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的三聚硫氰酸溶液于称量瓶中,将已经真空热处理的金纳米粒子阵列放入三聚硫氰酸溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
(6)负载三聚硫氰酸的金纳米粒子去质子化:
a.金纳米粒子与氢氧化钠的替换:在称量瓶中加入15mL去离子水,称取0.012g的氢氧化钠固体粉末,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的氢氧化钠溶液于称量瓶中,将已被三聚硫氰酸交联过的金纳米粒子放入氢氧化钠溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
b.金纳米粒子与氢氧化钾的替换:在称量瓶中加入15mL去离子水,称取0.0168g的氢氧化钾,倒入称量瓶中配制20mmol/L的氢氧化钾溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钠交联过的金纳米粒子放入氢氧化钾溶液中,重复上述(a)中操作;
c.金纳米粒子与三乙烯二胺的替换:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0337g的三乙烯二胺,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的三乙烯二胺溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钾交联过的金纳米粒子放入三乙烯二胺溶液中,重复上述(a)中操作;
d.金纳米粒子与六次亚甲基四胺的替换:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0421g的六次亚甲基四胺,倒入称量瓶中配制20mmol/L的六次亚甲基四胺溶液于称量瓶中,将已被三乙烯二胺交联过的金纳米粒子放入六次亚甲基四胺溶液中,重复上述(a)中操作;
(7)金纳米粒子负载三聚硫氰酸盐吸收剂对CO2的吸收
a.CO2的气相吸收:取一个10mL的CO2吸收瓶进行吸收实验;首先将CO2钢气瓶、橡胶管、气体干燥装置连接好;打开CO2气瓶,调节流量使CO2以一定的流速流出,检查CO2能否顺利通过整个气路;若发现气路受阻,应立即仔细检查各个部分寻找漏气之处;取一个玻璃管空瓶称量其质量,然后将其接入气路,将干燥后的CO2经过插入玻璃管的钢针进入玻璃管,待充满CO2后取下玻璃瓶再次称量质量;迅速将已替换好的金纳米粒子阵列尽可能靠近玻璃管底部,贴于玻璃管内壁,塞好橡胶塞,再次称量装置的质量;再将玻璃瓶接入气路装置,调节至一定的流速,反应一段时间后迅速称量装置的质量;直至玻璃瓶质量不再增加或者开始降低,则停止反应。
b.CO2的液相吸收:取一个10mL的CO2吸收瓶进行吸收实验;首先将CO2钢气瓶、橡胶管、气体干燥装置连接好;打开CO2气瓶,调节流量使CO2以一定的流速流出,检查CO2能否顺利通过整个气路;若发现气路受阻,应立即仔细检查各个部分寻找漏气之处;取一小片金纳米粒子阵列贴于玻璃管底部,然后称取7mmol的二缩三乙二醇使其能将金纳米粒子阵列完全浸没,盖好瓶口,称量整个玻璃瓶的总重;将玻璃瓶接入气路装置,调节CO2流量使其能连续流出,反应一段时间后迅速称量装置的质量;直至玻璃瓶质量不再增加或者开始降低,则停止反应。
吸收结果如下表1,从表1中我们可以看出,吸收平衡平均在30min到达;用四种不同碱处理后的吸收剂的吸收效果比较接近,其中AuNPs+SH+Na+吸收体系具有最小的吸收时间,为25min;且吸收容量最大,为0.2659mmol。由此可以说明此吸收剂对CO2确实存在吸收效果,而且相比于一些其它的超强碱DUB衍生物,其吸收容量更大。
表1金纳米粒子负载的三聚硫氰酸盐对二氧化碳的吸收
现结合本发明进行说明,图1是利用紫外可见光谱对合成好的金纳米粒子溶液进行表征得出的紫外光谱图,从图中可以看出其最大吸收波长与文献报道的基本一致,还可以看出金纳米粒子具有较窄的半峰宽,说明其单分散性较好。
图2是在金纳米粒子自行组装后,以透明胶带为对照,用同一种透明胶带将金纳米粒子从聚四氟乙烯胶带转移后,利用光纤光谱仪对金纳米粒子平行测定三次其最大吸收波长后得出的紫外光谱图,其最大吸收波长大约为558nm。
图3是利用光纤光谱仪测量用透明胶带粘住经过真空热处理后金纳米粒子阵列的紫外光谱图,从图中可以看出经过热处理后金纳米粒子阵列的紫外最大吸收波长大约为580nm,相比于热处理前发生了明显的红移,说明金纳米粒子之间距离减小。纳米粒子间距的减小会使等离子共振波长增加,表现在紫外光谱中为最大吸收波长红移。
图4是替换三聚硫氰酸后的金纳米粒子阵列的紫外光谱图,其紫外最大吸收波长大约为615nm,与真空热处理后的(580nm)相比有较大的红移,说明金纳米粒子之间的距离被拉近。
图5、图6分别是用碱(NaOH溶液、六次亚甲基四胺溶液)处理后的金纳米阵列的紫外光谱,与只替换三聚硫氰酸的金纳米粒子阵列(615nm)相比,波长全部发生了蓝移。
图7、图8、图9、图10是为了进一步了解真空热处理,配体替换以及碱处理后的金纳米粒子阵列的形貌影响,对金纳米粒子阵列进行TEM表征而得出的TEM图。从四张图的对比中我们可以看出,经过真空热处理后,相比于原始制备的金纳米粒子阵列,金纳米粒子的间距减小,排列更加紧密,更加有序。这与紫外光谱图的的结论是一致的。可以从替换三聚硫氰酸之后的TEM图像中看出出现了局部的“裂缝”。这是由于一个三聚硫氰酸分子上可能会与金纳米之间形成两个Au-S键,从而将金纳米粒子的距离拉近。在TEM图像上会出现局部经过Na+的水溶液的浸泡后,在TEM图像上金纳米粒子阵列出现了较大的孔洞,并且金纳米粒子的排列趋于无序。
图11、图12是在用不同阳离子对三聚硫氰酸去质子化后,裸露出了S-位点可以与CO2进行反应。图11、图12是分别为用Na+和DABCOH+对三聚硫氰酸去质子后所形成的盐,以及他们对CO2吸收后生成的化合物的红外光谱图。通过对比吸收前后的红外光谱图,通过查阅三聚硫氰酸盐对CO2的吸收产物的红外光谱图的重要官能团归属,可以知道通过在1300-1600cm-1附近三个不同峰位,基本确定S-位点与CO2之间的反应,说明这些不同阳离子的三聚硫氰酸盐对CO2存在吸收。
图13、图14是分别是选用三聚硫氰酸钠盐负载在金纳米粒子上,其吸收与催化反应的机理图。由于金纳米粒子阵列本身对于化学反应具有一定的催化作用;在均相吸收中我们已经知道三聚硫氰酸盐在溶剂中对CO2具有吸收作用,其吸收效果如表2。因此我们推测通过负载金纳米粒子阵列后,不同阳离子的三聚硫氰酸盐对于CO2不仅可以进行吸收,而且能进行双功能催化转化。
图15、图16分别是借助于核磁共振波谱对二氧化碳的催化产物检测得到的3-乙基-5-苯基噁唑啉-2-酮的核磁氢谱图、核磁碳谱图;
表2五种不同阳离子的三聚硫氰酸盐对二氧化碳的吸收
a五种不同阳离子的三聚硫氰酸盐,25℃,b一般情况下达到吸收平衡所需的时间,c减去溶剂的物理吸附后,每摩尔的吸收剂捕获的二氧化碳的物质的量。
实施例2
(1)金纳米粒子的合成
以氯金酸和盐酸为原料配制60mmol/L等摩尔浓度的HAuCl4/HCl混合溶液;以NaBH4和NaOH为原料,配制60mmol/L等摩尔浓度的NaBH4/NaOH混合溶液;将加入去离子水的比色管放入涡旋振荡器中以一定的转速振荡,在振荡条件下加入HAuCl4/HCl混合溶液;在同样的条件下,垂直与比色管壁、快速加入NaBH4/NaOH混合溶液并计时1min,放入沸水浴加热2.5min,取出后自然冷却至室温;
(2)金属纳米粒子的相转移
首先向金属纳米粒子溶液中加入5.0g丙酮,振荡使其混合均匀后再向其中加入5.0g正己烷与0.1μL正十二烷基硫醇的混合溶液,充分振荡30s,静置备用;
(3)金纳米粒子阵列的制备
在聚四氟乙烯胶带上滴加80μL-100μL的甲苯,使甲苯尽量呈圆形;然后滴加1-2滴金属纳米粒子的正己烷溶液于甲苯液滴上,并迅速用胶头滴管吹动甲苯液滴使其收缩促进金纳米粒子的组装,由于正己烷的挥发速度远大于甲苯,而且由于纳米粒子表面的烷基链间的疏水作用,能使纳米粒子在甲苯表面自行组装聚集,待甲苯全部挥发后,聚四氟乙烯胶带上就得到一张金纳米粒子薄膜;
(4)金纳米粒子阵列的真空热处理
将制备好的金纳米粒子阵列放入50ml带盖的离心管中,在盖子上扎两个小孔,然后用聚四氟乙烯的软胶带将离心管封住;将其放置真空干燥箱中,在353K、-0.1MPa的条件下真空加热4h,然后待干燥箱冷却至室温后将其取出;
(5)金纳米粒子阵列配体的替换
金纳米粒子与三聚硫氰酸的交联:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0532g的三聚硫氰酸粉末,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的三聚硫氰酸溶液于称量瓶中,将已经真空热处理的金纳米粒子阵列放入三聚硫氰酸溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
(6)负载三聚硫氰酸的金纳米粒子去质子化:
a.金纳米粒子与氢氧化钠的替换:在称量瓶中加入15mL去离子水,称取0.012g的氢氧化钠固体粉末,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的氢氧化钠溶液于称量瓶中,将已被三聚硫氰酸交联过的金纳米粒子放入氢氧化钠溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
b.金纳米粒子与氢氧化钾的替换:在称量瓶中加入15mL去离子水,称取0.0168g的氢氧化钾,倒入称量瓶中配制20mmol/L的氢氧化钾溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钠交联过的金纳米粒子放入氢氧化钾溶液中,重复上述(a)中操作;
c.金纳米粒子与三乙烯二胺的替换:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0337g的三乙烯二胺,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的三乙烯二胺溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钾交联过的金纳米粒子放入三乙烯二胺溶液中,重复上述(a)中操作;
d.金纳米粒子与六次亚甲基四胺的替换:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0421g的六次亚甲基四胺,倒入称量瓶中配制20mmol/L的六次亚甲基四胺溶液于称量瓶中,将已被三乙烯二胺交联过的金纳米粒子放入六次亚甲基四胺溶液中,重复上述(a)中操作。
实施例3
(1)金纳米粒子的合成
以氯金酸和盐酸为原料配制50mmol/L等摩尔浓度的HAuCl4/HCl混合溶液;以NaBH4和NaOH为原料,配制50mmol/L等摩尔浓度的NaBH4/NaOH混合溶液;将加入去离子水的比色管放入涡旋振荡器中以一定的转速振荡,在振荡条件下加入HAuCl4/HCl混合溶液;在同样的条件下,垂直与比色管壁、快速加入NaBH4/NaOH混合溶液并计时1min,放入沸水浴加热2.5min,取出后自然冷却至室温;
(2)金属纳米粒子的相转移
首先向金属纳米粒子溶液中加入5.0g丙酮,振荡使其混合均匀后再向其中加入5.0g正己烷与0.1μL正十二烷基硫醇的混合溶液,充分振荡30s,静置备用;
(3)金纳米粒子阵列的制备
在聚四氟乙烯胶带上滴加80μL-100μL的甲苯,使甲苯尽量呈圆形;然后滴加1-2滴金属纳米粒子的正己烷溶液于甲苯液滴上,并迅速用胶头滴管吹动甲苯液滴使其收缩促进金纳米粒子的组装,由于正己烷的挥发速度远大于甲苯,而且由于纳米粒子表面的烷基链间的疏水作用,能使纳米粒子在甲苯表面自行组装聚集,待甲苯全部挥发后,聚四氟乙烯胶带上就得到一张金纳米粒子薄膜;
(4)金纳米粒子阵列的真空热处理
将制备好的金纳米粒子阵列放入50ml带盖的离心管中,在盖子上扎两个小孔,然后用聚四氟乙烯的软胶带将离心管封住;将其放置真空干燥箱中,在353K、-0.1MPa的条件下真空加热4h,然后待干燥箱冷却至室温后将其取出;
(5)金纳米粒子阵列配体的替换
金纳米粒子与三聚硫氰酸的交联:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0532g的三聚硫氰酸粉末,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的三聚硫氰酸溶液于称量瓶中,将已经真空热处理的金纳米粒子阵列放入三聚硫氰酸溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
(6)负载三聚硫氰酸的金纳米粒子去质子化:
a.金纳米粒子与氢氧化钠的替换:在称量瓶中加入15mL去离子水,称取0.012g的氢氧化钠固体粉末,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的氢氧化钠溶液于称量瓶中,将已被三聚硫氰酸交联过的金纳米粒子放入氢氧化钠溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
b.金纳米粒子与氢氧化钾的替换:在称量瓶中加入15mL去离子水,称取0.0168g的氢氧化钾,倒入称量瓶中配制20mmol/L的氢氧化钾溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钠交联过的金纳米粒子放入氢氧化钾溶液中,重复上述(a)中操作;
c.金纳米粒子与三乙烯二胺的替换:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0337g的三乙烯二胺,倒入称量瓶中,配制20mmol/L的三乙烯二胺溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钾交联过的金纳米粒子放入三乙烯二胺溶液中,重复上述(a)中操作;
d.金纳米粒子与六次亚甲基四胺的替换:在称量瓶中加入15mL无水乙醇,称取0.0421g的六次亚甲基四胺,倒入称量瓶中配制20mmol/L的六次亚甲基四胺溶液于称量瓶中,将已被三乙烯二胺交联过的金纳米粒子放入六次亚甲基四胺溶液中,重复上述(a)中操作。
Claims (2)
1.一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂,其特征在于:所述吸收剂用于吸收CO2,是将三聚硫氰酸盐负载到金纳米粒子阵列上,三聚硫氰酸盐中N位点与S位点会形成共轭结构,同时含有的氮可固定CO2,强化复合材料对二氧化碳的吸附作用。
2.一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂的制备方法,其特征在于,将三聚硫氰酸盐负载到金纳米粒子阵列上的吸收剂,具体包括如下步骤:
(1)金纳米粒子的合成
以氯金酸和盐酸为原料配制40mmol/L-60mmol/L等摩尔浓度的HAuCl4/HCl混合溶液;以NaBH4和NaOH为原料,配制40mmol/L-60mmol/L等摩尔浓度的NaBH4/NaOH混合溶液;将加入去离子水的比色管放入涡旋振荡器中以一定的转速振荡,在振荡条件下加入HAuCl4/HCl混合溶液;在同样的条件下,垂直与比色管壁、快速加入NaBH4/NaOH混合溶液并计时1min,放入沸水浴加热2.5min,取出后自然冷却至室温;
(2)金属纳米粒子的相转移
首先向金属纳米粒子溶液中加入丙酮,振荡使其混合均匀后再向其中加入正己烷与少量正十二烷基硫醇的混合溶液,其中丙酮与正己烷的质量比1:1,充分振荡,静置备用;
(3)金纳米粒子阵列的制备
在聚四氟乙烯胶带上滴加80μL-100μL的甲苯,使甲苯尽量呈圆形;然后滴加1-2滴金属纳米粒子的正己烷溶液于甲苯液滴上,并迅速用胶头滴管吹动甲苯液滴使其收缩促进金纳米粒子的组装,由于正己烷的挥发速度远大于甲苯,而且由于纳米粒子表面的烷基链间的疏水作用,能使纳米粒子在甲苯表面自行组装聚集,待甲苯全部挥发后,聚四氟乙烯胶带上就得到一张金纳米粒子薄膜;
(4)金纳米粒子阵列的真空热处理
将制备好的金纳米粒子阵列放入50ml带盖的离心管中,在盖子上扎两个小孔,然后用聚四氟乙烯的软胶带将离心管封住;将其放置真空干燥箱中,在353K、-0.1MPa的条件下真空加热4h,然后待干燥箱冷却至室温后将其取出;
(5)金纳米粒子阵列配体的替换
金纳米粒子与三聚硫氰酸的交联:配制20mmol/L的三聚硫氰酸溶液于称量瓶中,将已经真空热处理的金纳米粒子阵列放入三聚硫氰酸溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
负载三聚硫氰酸的金纳米粒子去质子化:
a.金纳米粒子与氢氧化钠的替换:配制20mmol/L的氢氧化钠溶液于称量瓶中,将已被三聚硫氰酸交联过的金纳米粒子放入氢氧化钠溶液中,使其能被溶液完全浸没,将称量瓶瓶口密封,放入干燥箱静置24h;
b.金纳米粒子与氢氧化钾的替换:配制20mmol/L的氢氧化钾溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钠交联过的金纳米粒子放入氢氧化钾溶液中,重复上述(a)中操作;
c.金纳米粒子与三乙烯二胺的替换:配制20mmol/L的三乙烯二胺溶液于称量瓶中,将已被氢氧化钾交联过的金纳米粒子放入三乙烯二胺溶液中,重复上述(a)中操作;
d.金纳米粒子与六次亚甲基四胺的替换:配制20mmol/L的六次亚甲基四胺溶液于称量瓶中,将已被三乙烯二胺交联过的金纳米粒子放入六次亚甲基四胺溶液中,重复上述(a)中操作。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910498886.XA CN110152473B (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910498886.XA CN110152473B (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110152473A true CN110152473A (zh) | 2019-08-23 |
CN110152473B CN110152473B (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=67628264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910498886.XA Expired - Fee Related CN110152473B (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110152473B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101315330A (zh) * | 2008-06-26 | 2008-12-03 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 表面等离子体共振成像金膜点微阵列的制备方法 |
CN102374988A (zh) * | 2010-08-19 | 2012-03-14 | 华东师范大学 | 基于三聚硫氰酸修饰的金胶纳米探针比色测定汞离子的方法 |
-
2019
- 2019-06-10 CN CN201910498886.XA patent/CN110152473B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101315330A (zh) * | 2008-06-26 | 2008-12-03 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 表面等离子体共振成像金膜点微阵列的制备方法 |
CN102374988A (zh) * | 2010-08-19 | 2012-03-14 | 华东师范大学 | 基于三聚硫氰酸修饰的金胶纳米探针比色测定汞离子的方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BISWAS ETAL: "《Efficient CO2 fixation under ambient pressure using poly( ionic liquid)-based heterogeneous catalysts》", 《SUSTAINABLE ENERGY & FUELS》 * |
MARTIN M N,ETAL: "《Charged gold nanoparticles in non-polar》", 《 LANGMUIR》 * |
李传明: "《二维纳米微粒阵列配体的替换》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110152473B (zh) | 2021-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10647593B2 (en) | Ammonia adsorbent | |
US11111255B1 (en) | Zirconium-based metal-organic framework material UiO-66(Zr), rapid room-temperature preparation method and application thereof | |
CN108101102B (zh) | 一种尺寸可控的CsPbX3钙钛矿纳米晶的制备方法 | |
Kursunlu et al. | Chemical modification of silica gel with synthesized new Schiff base derivatives and sorption studies of cobalt (II) and nickel (II) | |
CN106674118A (zh) | Zif‑8吸附材料的制备及用于孔雀石绿水溶液脱色的应用 | |
CN105885847B (zh) | 一种硫硒化镉固溶体量子点及其制备方法和光催化产氢应用 | |
Zhao et al. | One novel chemiluminescence sensor for determination of fenpropathrin based on molecularly imprinted porous hollow microspheres | |
CN107163259B (zh) | 一种氨基功能化的MOFs材料的制备及其应用 | |
CN106693906A (zh) | APTES改性MIL‑101(Cr)材料的制备方法 | |
CN109956874A (zh) | 一种钙钛矿材料及其制备方法和应用 | |
CN110152473A (zh) | 一种金纳米负载三聚硫氰酸盐吸收剂及其制备方法 | |
CN108176413B (zh) | 一种季铵盐型Mn(III)卟啉-SiO2催化剂的制备及应用 | |
Hou et al. | Two reversible transformable mercury (II) coordination polymers as efficient adsorbents for removal of dibenzothiophene | |
Insuwan et al. | Evaluation of adsorption of cationic dyes on H-LTL and K-LTL zeolite | |
Wang et al. | Tuning Energy Transfer in Metal‐Organic Frameworks for Fluorescence Turn‐on Sensing of Hg (II) Ions | |
CN115046992A (zh) | 一种基于电子储存机制的比色传感器及其制备方法和应用 | |
CN109232783A (zh) | 一种孔雀石绿分子印迹聚合物的制备方法 | |
CN109939740A (zh) | 一种负载金纳米粒子的二维纳米片的制备方法及应用 | |
CN107413071A (zh) | 一种微固相萃取装置与应用 | |
CN115582099B (zh) | 一种镉配合物吸附材料的制备方法与所得材料及其应用 | |
Fan et al. | Preparation of large-size single-crystal metal–organic frameworks via the Marangoni effect | |
CN110643050A (zh) | 基于5-(4-咪唑-1-苯基)-1H-四唑的Zn(Ⅱ)手性MOF材料 | |
Krishna et al. | Electron paramagnetic resonance and diffuse reflectance spectroscopic studies of the photoionization of N-alkylphenothiazines in synthetic microporous M-clinoptilolite (M= Na++ K+, H+, Li+, Na+, K+, Ni 2+, Co 2+, Cu 2+) molecular sieves at room temperature | |
CN110563958B (zh) | 一种微孔离子型金属有机框架材料及其制备和应用方法 | |
CN115155619B (zh) | S掺杂缺陷态固溶体的制备方法及在光催化固氮反应中的应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210528 |