[发明专利]一种负载金纳米粒子的高性能高强度复合凝胶的合成及应用

摘要

本发明公开了一种基于金纳米粒子的高性能高强度水凝胶，是以阳离子液体3‑(异丁烯酰胺)丙基三甲基氯化铵和阴离子液体对苯乙烯磺酸钠为共聚单体，α‑酮‑戊二酸为光引发剂，在NaCl溶液中，经紫外引发聚合后，再与两性粒子聚合物1‑乙烯基‑3‑丙基咪唑磺酸盐通过离子键进行交联，合成了具有高机械强度的水凝胶，该水凝胶通过离子键的形式将AuCl4‑吸附，最后经硼氢化钠还原将金纳米粒子固定到凝胶内部，形成P(PVIS)/P(NaSS‑MPTC)/Au复合凝胶。该复合凝胶用于催化NaBH4溶液还原4‑硝基苯酚的反应表现出很高的催化活性，使得反应在20min内完成。

主权项

1.一种负载金纳米粒子的高性能高强度复合凝胶的合成，包括以下工艺步骤：（1）两性离子液体聚合物P(PVIS)的合成：以二氯甲烷为溶剂，N‑乙烯基咪唑与1,3‑丙烷磺酸内酯以1:0.9~1:1.1的摩尔比，于 40~50℃恒温下剧烈搅拌3~5h，得到白色固体，再经乙醚洗涤除去未反应完的单体和杂质，得两性离子液体；然后以水为介质，过硫酸钾为引发剂，氮气保护下，使两性离子液体与氯化钠以1:0.25~1:0.3的摩尔比，于60~70℃恒温下反应3~5h，得到淡黄色半透明粘稠聚合物；加入丙酮洗涤沉降，得到白色不透明固体聚合物，即为两性离子液体聚合物——1‑乙烯基‑3‑丙基咪唑磺酸盐P(PVIS)；（2）水凝胶P(PVIS)/P(NaSS‑MPTC)的合成：在NaCl溶液中，氮气氛围下，以阳离子液体3‑(异丁烯酰胺)丙基三甲基氯化铵、阴离子液体对苯乙烯磺酸钠及两性离子液体聚合物P(PVIS)为共聚单体，α‑酮‑戊二酸为光引发剂，在365nm的紫外灯下照射24~48h，聚合得到水凝胶P(NaSS‑MPTC)；（3）复合凝胶P(PVIS)/P(NaSS‑MPTC)/Au的合成：将所得水凝胶P(NaSS‑MPTC)先在浓度0.5~4M的氯化钠溶液中浸泡至溶胀平衡后再在浓度0.25~0.75mg/ml的氯金酸溶液中浸泡至溶胀平衡，然后加入还原剂硼氢化钠，将氯金酸还原为金纳米粒，即得复合凝胶P(PVIS)/P(NaSS‑MPTC) /Au。