[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

摘要

本发明公开了一种纳米限域光催化水凝胶的制备方法及其应用，是以有机化合物修饰助催化剂纳米颗粒作为交联剂，在引发剂、可聚合单体、催化剂的存在下，通过自由基聚合反应形成网络结构均匀的纳米复合水凝胶。在水凝胶聚合过程中加入氧化石墨烯减少光生电子‑空穴的复合，引入刚性骨架控制水凝胶在催化过程中的溶胀。将该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。

主权项

1.一种纳米限域光催化水凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：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：导电的聚蜜胺‑甲醛刚性骨架的制备将体积为5cm³的聚蜜胺‑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，即得导电的聚蜜胺‑甲醛刚性骨架；步骤5：水凝胶的制备将步骤4获得的导电的聚蜜胺‑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复合水凝胶。