Способ нанесения полимер-протектированных наночастиц золота на неорганические оксиды

(51) 01 23/52 (2006.01) 01 37/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ носители наночастиц золота используют процесс,заключающийся в пропитке оксидов цинка и/или алюминия коллоидным раствором наночастиц золота,стабилизированные поли-винилпирролидоном (ПВПД) с последующей сушкой образца на воздухе. Полученный образец представляет собой оксид цинка и/или алюминия с нанодисперсными частицами золота(преобладающие размеры частиц 5-10 нм),стабилизированные на его поверхности поли-винилпирролидоном. При этом функциональные группы полимера закреплены на поверхности оксида металла водородной или донорноакцепторной связью. Техническим результатом изобретения является упрощение способа нанесения и стабилизации малых частиц золота посредством одностадийного синтеза наночастиц золота из золотохлористоводородной кислоты (442) в присутствии гидрооксида калия и полимерного стабилизатора - поливинил пиррол и дона с последующей пропиткой носителя полученным коллоидным раствором золота. После пропитки осадок сушат на воздухе.(72) Кудайбергенов Саркыт Елекенович Селенова Багадат Саматовна Есмурзаева Нурлыкыз Нагашыбаевна Байгазиева Эльмира Кудайбергеновна Нурахметова Жанара Ануарбековна Татыханова Гульнур Сайрановна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного веденияКазахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРПРОТЕКТИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ОКСИДЫ(57) Изобретение относится к области нанохимии и нанокатализа, в частности может быть использовано как катализатор процессов окисления и восстановления органических соединений. Нанесение полимер-протектированных наночастиц золота на носители осуществляется за счет того, что для получения нанесенных на Изобретение относится к области нанохимии и нанокатализа, в частности может быть использовано как катализатор процессов окисления и восстановления органических соединений. Способ получения нанокатализаторов золота,который взят в качестве прототипа, нанесением золотохлороистоводородной кислоты на пористый металлоксидный носитель описан в 2378048,опубликован Бюл. 1 от 10.01.2010, МПК 01 23/52, 01 23/66, 01 37/02, 01 35/10, С 07 С 51/235. Способ представляет собой процесс,состоящий из трех основных и одной дополнительной стадий на первой а) подготавливают носитель в сухом виде на второй в) носитель контактируют с водным раствором золотохлороистоводородной кислоты(раствор НАС 4 в соляной кислоте с концентрацией кислоты от 0,1 моль/л до 12 моль/л) для того, чтобы получить импрегнированный предшественник катализатора,на третьей с) высушивают импрегнированный предшественник катализатора при температурах от 60 до 200 С на дополнительном стадии ) предшественник катализатора восстанавливают при температурах выше 250 С в токе водорода или с использованием химических восстановителей в течение 80 - 120 мин. Отличительной особенностью данного способа является то, что средний размер наночастиц золота на носителе составляет менее 10 нм. Недостатком известного способа получения нанокатализаторов золота на носителе является его многостадийность, включающие следующие стадии а) носитель готовится в сухом и преимущественно порошкообразном или гранулированном состоянии или в виде спрессованного порошкового блока б) объем водного раствора золотохлористоводородной кислоты,как предшественника подбирают настолько максимально большим, чтобы он соответствовал объему пор носителя. Он может быть подобран и меньшим, но не большим, чем объем пор в) высушивание проводят при температурах преимущественно от 60 С до 200 С г) проводится дополнительная стадия - восстановление предшественника катализатора в токе водорода или жидкофазное восстановление с использованием химических восстановители. Технической задачей изобретения является одностадийное нанесение полимерпротектированных наночастиц золота на носители. Техническая задача решается за счет того, что для получения нанесенных на носители наночастиц золота используют процесс, заключающийся в пропитке оксидов цинка и/или алюминия коллоидным раствором наночастиц золота,стабилизированных поливинилпирролидоном(ПВПД) с последующей сушкой образца на воздухе. Полученный образец представляет собой оксид цинка и/или алюминия с нанодисперсными частицами золота(преобладающие размеры наночастиц 10 нм), стабилизированные на его поверхности поливинилпирролидоном. При этом функциональные группы полимера закреплены на поверхности оксида металла водородной или донорно-акцепторной связью. Техническим результатом изобретения является упрощение способа нанесения и стабилизации наночастиц золота, посредством одностадийного синтеза наночастиц золота из золотохлористоводородной кислоты (НАС 44 Н 2) в присутствии гидрооксида калия и полимерного стабилизатора - поливинилпирролидона (при этом поливинилпирролидон частично играет роль восстановителя ионов золота и для синтеза золей золота не требуется добавления химического восстановителя) с последующей пропиткой носителя полученным коллоидным раствором золота. После пропитки осадок сушат на воздухе. Описание изобретения Заявленный способ нанесения полимер- протектированных наночастиц золота на носители осуществляется следующим образом к стандартному водному раствору 4(с содержанием ионов золота 100 мг/дм 3) добавляют полимерный стабилизатор (4-ный водный раствор поливинилпирролидона). Полученную смесь при перемешивании нагревают до 100 С, и затем к ней добавляют 0,5 М раствор КОН. Конечную смесь нагревают до появления устойчивой красной окраски. Затем полученным раствором пропитывают оксид металла, пропитанный твердый осадок сушат на воздухе. Приведенные ниже примеры детально описывают настоящее изобретение и иллюстрируют его осуществление. Пример 1. Приготовление нанесенных на оксид цинка и/или алюминия полимер-протектированных наночастиц золота, стабилизированных поли-винилпирролидоном с молекулярной массой 10000. Исходное коллоидное золото готовят следующим образом к стандартному водному раствору НАС 4(с содержанием ионов золота 100 мг/дм 3) добавляют полимерный стабилизатор (4-ный водный раствор поливинилпирролидона). Полученную смесь при перемешивании нагревают до 100 С, и затем к ней добавляют 0,5 М раствор КОН. Конечную смесь нагревают до появления устойчивой красной окраски. Затем полученным раствором пропитывают оксид металла, пропитанный твердый осадок сушат на воздухе. Содержание золота 0,10,4. Фиг.1 показывает распределение размеров полимер- протектированных наночастиц золота,стабилизированных поливинилпирролидоном с молекулярной массой 10 000, которое определено методом динамического лазерного светорассеяния. Фиг.1(6) показывает размеры (4-10 нм) полимерпротектированных наночастиц золота распределенных на поверхности оксида алюминия,определенное методом сканирующей электронной микроскопии. Пример 2. Приготовление нанесенных на оксид цинка и/или алюминия полимер-протектированных наночастиц золота, стабилизированных поли-винилпирролидоном с молекулярной массой 35000. Получение нанесенных наночастиц золота проводят по методике, представленной на примере 1. Средние размеры наночастиц золота, сформированных в присутствии поливинилпирролидона с молекулярной массой 35000, варьируются в пределах 15-20 нм (Фиг.2). Пример 3. Приготовление нанесенных на оксид цинка и(или) алюминия полимерпротектированных монодисперсных частиц золота,стабилизированных поли-М-винилпирролидоном с молекулярной массой 40000. Получение нанесенных наночастиц золота проводят по методике,представленной на примере 1. Наночастицы золота,сформированные в присутствии поли-Мвинилпирролидона с молекулярной массой 40000,характеризуются полидисперсностью, в системе преобладают частицы с диаметром 20 нм и более ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ нанесения полимер - протектированных наночастиц золота на неорганические оксиды включающий контактирование носителя с предшественником, отличающийся тем, что к стандартному водному раствору НА 4 с содержанием ионов золота 100 мг/дм 3 добавляют полимерный стабилизатор 4-ный водный раствор поливинилпирролидона, полученную смесь при перемешивании нагревают до 100 С, и затем к ней добавляют 0,5 раствор КОН, конечную смесь нагревают до появления устойчивой красной окраски, затем полученным раствором пропитывают оксид цинка и/или алюминия, пропитанный твердый осадок сушат на воздухе.