[发明专利]一种石墨烯量子点稳定的铜纳米颗粒的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种新的制备铜纳米颗粒的方法，属于纳米合成方法的技术领域，利用石墨烯量子点来制备铜纳米颗粒，操作简单，反应条件温和，而且制得的铜纳米颗粒很稳定，单分散性能好。本发明先用石墨烯量子点的水溶液，加入硼氢化钠水溶液和无水硫酸铜水溶液制得稳定的铜纳米颗粒。制得的铜纳米颗粒分散在澄清透明的溶液中，铜纳米尺寸在几个纳米至几十纳米之间，且溶液的稳定性非常好。利用石墨烯量子点稳定的铜纳米颗粒，作为催化剂来制备区域选择性的1,4‑二取代‑1,2,3‑三氮唑。方法简单，且绿色安全，没有有害物质的生成，符合保护环境，绿色成产的原则。

技术领域

本发明属于纳米材料合成方法的技术领域，尤其是涉及一种石墨烯量子点稳定的铜纳米颗粒的制备方法，及其应用来制备一种三唑。

背景技术

纳米颗粒因其独特的性能，如量子尺寸效应、表面效应、界面效应、体积效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等，引起了材料和催化领域的广泛关注，而纳米颗粒制备技术则是纳米材料性能研究和应用的重要基础。

石墨烯量子点作为石墨烯家族新的一员，相比于传统的石墨烯材料，其尺寸更小，比表面积更大，除了具有石墨烯的优异性能，还因量子限制效应和边界效应而展现出一系列新的特性，因此吸引了化学、物理、材料和生物等各领域科学家的广泛关注。

传统的方法利用其它物质来制备稳定的铜纳米颗粒，制备出的铜纳米颗粒稳定性差，单分散性不好，且方法较为复杂。利用石墨烯量子点来制备稳定的铜纳米颗粒，制得的铜纳米颗粒稳定高，单分散性能好且方法简单。

石墨烯量子点溶液能简单作为还原剂和保护剂和无水硫酸铜混合，石墨烯量子点表面的含氧官能团可将Cu²⁺还原为Cu⁺，在其表面原位生长出铜纳米颗粒，制备出稳定性高，单分散性能好的石墨烯稳定的铜纳米颗粒，由于石墨烯量子点表面含有羟基，可以通过氢键作用连接到铜纳米粒子表面，很好的抑制了铜纳米颗粒的自身团聚，使其在水中呈现良好的分散性。

合成的三氮唑是一种十分有用的活性药物，具有许多有趣的抗菌活性，有抗过敏活性、抗HIV活性、抗肿瘤活性，可以作为农药、医药中间体，广泛应用于粉锈宁、多效唑、烯效唑、烯唑醇等农药的合成。

从文献报道来看使用石墨烯量子点来制备稳定的金属纳米颗粒的方法很是稀少，使用石墨烯量子点稳定的铜纳米颗粒来制备这种三唑尚未见报道。

发明内容

本发明是使用了一种新的制备稳定的铜纳米颗粒的方法，并且用合成的铜纳米颗粒作为催化剂用于制备三氮唑。

具体技术方案如下：

石墨烯量子点稳定的铜纳米颗粒的制备方法：

(1)合成石墨烯量子点：取可溶性淀粉，于容器中，加入水，在油浴锅中30-100℃下搅拌溶解后倒入反应釜，放入烘箱100-200℃反应2-10h，离心即可制得石墨烯量子点溶液；

(2)取石墨烯量子点溶液，加入硼氢化钠水溶液后搅拌均匀，再加入无水硫酸铜水溶液，搅拌均匀，在室温下搅拌均匀后即可得到石墨烯量子点稳定的铜纳米颗粒。

所述的硼氢化钠的物质的量为所加无水硫酸铜物质的量的15-20倍；石墨烯量子点水溶液1ml所加无水硫酸铜的物质的量为1×10^-4mmol-5×10^-3mmol。

所述的硼氢化钠水溶液采用滴加的方式加入，滴加速度为每毫升1-10分钟，滴加完成后继续搅拌20-40分钟。

所述的无水硫酸铜溶液采用滴加的方式加入，滴加速度为每毫升1-10分钟，滴加完成后继续搅拌1-6小时。

本发明的另一技术方案是将制得的石墨烯量子点的铜纳米颗粒作为催化剂在制备三氮唑上的应用。具体步骤如下：