SiO2介导的5 nm金颗粒的高效富集及其催化活性研究

粒径小于10nm的金纳米颗粒(AuNPs)具有高的表面积与体积比,因此具有极强的催化活性,在催化领域应用广泛.传统湿法合成的金纳米颗粒浓度过低,需要进一步富集才能满足实验要求.然而,小粒径AuNPs在浓缩过程中容易聚集,失去催化活性.在保持催化活性的同时,浓缩小粒径的Au NPs是一个挑战.本工作用500 nm硅烷化修饰的Si O2颗粒,通过静电相互作用吸附5 nm Au NPs,在室温下自组装形成Au NPs@SiO2复合物. Au NPs的负载效率可达99.5%,每个Si O2上负载的Au NPs高达800~1000个,大大提高了Au NPs有效浓度,并且富集到Si O2表面的Au NPs不会团聚.催化活性研究结果显示,制备得到的Au NPs@SiO2的催化活性是同浓度Au NPs的3倍.该复合物颗粒重复使用5次后,催化转换效率仍能保持在80%左右.该复合物颗粒能稳定保存一个月,结构和催化活性不变.并且,通过调节AuNPs在Si O2表面的组装密度,可精确调控AuNPs@SiO2催化活性.本工作提供了一种制备高浓度小粒径Au NPs的简单方法,并大大提高了Au NPs催化活性,该方法在富集其它小粒径纳米颗粒中具有广泛应用.