[发明专利]一种制备金属氰化物纳米颗粒的新方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种金属氰化物纳米颗粒新的制备方法。

 

背景技术

氰化物是指化合物分子中含有氰基（-C≡N）的物质，根据与氰基连接的元素或基团是有机物还是无机物可把氰化物分成两大类，即有机氰化物和无机氰化物，前者称为腈，后者常简称为氰化物。氰化物是黄金工业的重要浸金溶剂，大部分黄金生产企业采用氰化法。其中具有代表性的氰化物为普鲁士蓝，氰化金等。

这里以氰化金为例。氰化金化学式为AuCN，分子量222.98，比重7.12，英文名称Gold(Ⅰ) Cyanide，是一种链状的无机聚合物，为六方晶系柠檬黄色细小结晶，在干燥的空气中稳定，但受热分解而游离出金，潮湿状态时遇光不稳定，难溶于水及稀酸，但溶于碱金属氰化物、氢氧化钾等溶液或氨水，也溶于硫代硫酸钠或硫化铵的溶液中。氰化金被广泛应用于化学分析及电镀、电子等工业，1783年，Carl Wilhelm Scheele发现金可以溶解在氰化钠中，并得到相应的金的氰盐，这个反应后来被称为“Elsner Equation”，其反应途径如下：

4 Au + 8 NaCN + O₂ + 2 H₂O → 4 Na[Au(CN)₂] + 4 NaOH

为了得到相应的AuCN固体沉淀，需加酸进行二次反应：

KAu(CN)₂ + HCl = AuCN + HCN + KCl

在冶金行业，这个反应过程被称作MacArthur-Forrest process。因为得到的产物（如Na[Au(CN)₂]和K[Au(CN)₂等）都能溶于水，因而有利于提炼高品质的金，银等贵重金属。但由于这个反应涉及剧毒的氰化物，如NaCN，HCN等，会对环境造成很大的污染，因此很多国家已经明令禁止用此类化学反应提炼金矿。到目前为止，世界上还未发展出一种可以替代上述过程的绿色而简便的一步合成化学方法用于AuCN的制备。 

在理论研究方面，已经有很多学者对AuCN的晶体作出了分析。由于氰化物一般为剧毒产品，人们很少考虑到它们做为催化剂的应用。最近，Oyama等人发现Na[Au(CN)₂]具有类似于Pt的催化加氢效应（ChemCatChem 2010, 2, 1582 – 1586），引起了催化界的兴趣。但是，到目前为止，尚未有人公开报道AuCN纳米颗粒的制备及其在催化等领域的应用。此外，Au的氰化物还可以用于生物制药及医药方面，比如关节炎的治疗，甚至还有作为治疗癌症和艾滋病的前景（Chem. Rev. 1999, 99, 2589?2600）。

 

发明内容

由于采用MacArthur-Forrest process无法一步合成AuCN（AgCN，CuCN，Pt(CN)₄，Pd(CN)₂，Ru(CN)₄等）纳米结构，本发明的目的在于提供一种一步合成负载型金属氰化物纳米颗粒。

本发明的具体技术方案如下：

本发明是一种制备金属氰化物纳米颗粒的新方法，该方法的制备步骤如下：

1）将不同摩尔比的负载型金属（或金属氧化物）纳米颗粒、乙腈、苯甲醛（或苯甲醇，双氧水）混合在一起，相对含量摩尔比为：金属（金属氧化物）纳米颗粒/苯甲醛（或苯甲醇，双氧水）/乙腈= 0.1~2.0/1~10/100；

2）将上述悬浊液置于350 瓦汞灯下，搅拌并光照，光照时间为1～20小时；

3）产物经过离心、干燥处理后得到负载型金属氰化物纳米颗粒。

本发明所述的金属或金属氧化物纳米颗粒是Au，Ag，Ag₂O，Cu，Cu₂O，Ru，Pt或Pd。

本发明所述的金属或金属氧化物纳米颗粒直径为1～50纳米的纳米颗粒，并负载于常规的多孔载体上，所述的多孔载体是二氧化硅，氧化铝，氧化钛，碳或高分子多孔材料。

本发明所述的纳米金属氰化物化学式为AuCN、AgCN，CuCN，Pt(CN)₄，Pd(CN)₂或Ru(CN)₄，粒径为1～100纳米。