[发明专利]一种纳米限域光催化水凝胶的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种纳米限域光催化水凝胶的应用，其特征在于：是将纳米限域光催化水凝胶置于光敏剂和牺牲剂水溶液中，在可见光的照射下可高效产生氢气；

所述纳米限域光催化水凝胶是通过包括如下步骤的方法制备获得：

步骤1：催化纳米材料的制备

将表面活性剂加入到贵金属盐溶液中，室温下搅拌至充分溶解，得到均匀吸附表面活性剂的贵金属盐溶液，然后在搅拌下缓慢滴加强还原剂，室温下充分搅拌数小时，得到贵金属纳米材料分散液；

步骤2：金属纳米材料的表面修饰

将功能修饰体加入步骤1获得的贵金属纳米材料分散液中，在室温下充分搅拌超声混合均匀，得到表面修饰后的贵金属纳米材料分散液；

步骤3：亲水性单体、引发剂的溶解

将亲水性单体、引发剂、加速剂依次加入到步骤2获得的表面修饰后的贵金属纳米材料分散液中，在室温下充分搅拌超声混合均匀，通入氮气10min，然后置于真空干燥器中静置除去混合溶液中溶解的气体；

步骤4：导电的聚密胺-甲醛刚性骨架的制备

将体积为5cm³的聚密胺-甲醛刚性骨架浸泡在浓度为0.342mg/mL的氧化石墨烯溶液中，超声30min后，在流动的去离子水下冲洗去多余的氧化石墨烯，即得导电的聚密胺-甲醛刚性骨架；

步骤5：水凝胶的制备

将步骤4获得的导电的聚密胺-甲醛刚性骨架浸没于步骤3获得的混合溶液中，先置于0℃的水浴中预聚合2h，后在室温下继续聚合48h，即得结构均匀具有纳米孔结构及催化性质和光热诱导自修复的纳米限域光催化水凝胶；

所述贵金属盐溶液为包括具有催化性质的铂、钯、钌的贵金属盐溶液，所述贵金属盐溶液的质量浓度为0.76mg/mL-2.27mg/mL；

步骤1获得的贵金属纳米材料为零维纳米颗粒结构；

所述功能修饰体为水溶性硫醇盐有机小分子，其结构中包含可聚合的碳碳双键；所述功能修饰体的添加质量为贵金属纳米材料分散液质量的0.006%；

所述光敏剂为赤藓红B，所述光敏剂的溶液浓度为3mg/mL；

所述牺牲剂为三乙醇胺，所述牺牲剂的溶液浓度为10%。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，添加质量为贵金属盐溶液质量的1%。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述强还原剂为硼氢化钠或者氢化铝锂，强还原剂的添加质量为贵金属盐溶液质量的0.4%。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述亲水性单体为N-异丙基丙烯酰胺或丙烯酰胺，所述亲水性单体的添加质量为贵金属纳米材料分散液质量的20%。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述引发剂为过硫酸盐衍生物，所述引发剂的添加质量为贵金属纳米材料分散液质量的0.3%；

所述加速剂为四甲基乙二胺，所述加速剂的添加质量为贵金属纳米材料分散液质量的0.0004%。