[发明专利]一种金/氧化钼复合纳米催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种金/氧化钼复合纳米催化剂及其制备方法与应用，属于复合催化剂制备技术领域。本发明主要利用湿化学法合成金纳米粒子及氧化钼，通过简单的化学法将氧化钼薄层生长在金纳米粒子表面，以实现其更宽的光谱响应范围及提高其光响应性能；且本发明公开的制备工艺简单，制备时间较短，仪器设备简单及制备的核壳结构的金纳米粒子催化性能优异，具有显著的应用价值。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料技术领域，特别涉及金纳米粒子与半导体材料复合的制备方法与应用，具体涉及一种金/氧化钼复合纳米催化剂及其制备方法。

背景技术

金纳米粒子是一种常见的纳米粒子，广泛应用于工业催化、生物传感、医疗器械、抗菌消炎、美容护肤等领域。将金纳米粒子与其它具有不同性能的材料进行复合，进而扩展金纳米粒子的应用范围或者提高金纳米粒子的应用性能，是当前对金纳米粒子应用开发的主要发展方向。随着国家节能减排政策及“碳达峰，碳中和”远景目标的提出，充分利用自然界的光能受到广泛重视。将金纳米粒子与具有太阳光响应能力的半导体构成复合材料是一种有效改善金纳米粒子应用性能的环保方法。

氧化钼是一种较好的太阳光吸收材料，将氧化钼负载于金纳米粒子表面构成核壳纳米结构，对利用太阳光来提高金纳米粒子的应用性能，具有重要的经济价值和社会价值。

此外，利用太阳光增强金纳米粒子在某些应用中的性能是非常有前景的一种技术。然而金对光的吸收较弱，其光吸收只集中在某一较窄的波长范围内。因而，有必要通过引入半导体材料来提高金纳米粒子对太阳光(尤其是可见、近红外光)的吸收能力。而如何将氧化钼负载于金纳米粒子表面，构成核壳结构纳米粒子目前还没有方法报道，其仍然是一个挑战。

因此，如何开发一种工艺简便、易于工业化，且能将氧化钼负载于金纳米粒子表面以形成核壳结构纳米粒子的方法是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种工艺简便的金/氧化钼复合纳米催化剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种金/氧化钼复合纳米催化剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

(1)合成金种子I：在十六烷基三甲基溴化铵溶液中先后加入氯金酸溶液和硼氢化钠溶液，反应得到金种子I，备用；

(2)合成金种子II：在十六烷基三甲基溴化铵溶液中加入氯金酸溶液和抗坏血酸溶液混合均匀，随后加入稀释后的金种子I，恒温反应，得金种子II；

(3)合成金八面体纳米粒子：在十六烷基三甲基溴化铵溶液中加入氯金酸溶液和抗坏血酸溶液混合均匀，随后加入所述步骤(2)制备的金种子II，恒温反应，离心、超声，得金八面体纳米粒子；

(4)合成金/氧化钼复合纳米催化剂：将所述金八面体纳米粒子与七钼酸铵、氢氧化钠溶液混合均匀并恒温反应，随后离心、超声得到所述金/氧化钼复合纳米催化剂。

优选的，步骤(1)中，所述十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸与硼氢化钠的摩尔浓度比为35:1:4，及反应温度为40℃～50℃，反应时间为3.5～4h。

优选的，步骤(2)中，所述十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸与抗坏血酸、种子I的摩尔浓度比为300:1:200，及反应温度为25℃～35℃，反应时间为10～12h。

优选的，步骤(3)中，所述十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸与抗坏血酸的摩尔浓度比为60:4:15，及反应温度为25℃～35℃，反应时间为3～5h，离心转速为7000～9000r/min，离心时间为10～20min。

优选的，步骤(4)中，所述金八面体纳米粒子与七钼酸铵、氢氧化钠的配比为125:1:10，及恒温反应温度为65℃～75℃，反应时间为2～4h。