一种纳米金-蒙脱石复合材料
蒙脱石是膨润土的主要成分，属典型的阳离子交换型层状粘土材料，其结构单元是由硅氧四面体和铝氧八面体按2:1排列方式组成的具有纳米层间距的晶层，层间阳离子的可交换性是蒙脱石的重要特性之一，因此，利用蒙脱石的阳离子交换特性在层间引入金属阳离子，是制备以蒙脱石为基体的各种复合材料和负载型金属催化剂的主要方法之一。纳米金颗粒在催化和材料领域都具有重要的应用价值，迄今为止，负载于各种氧化物载体上的纳米金已经有比较多的研究报道，相比于等电点适中的氧化物载体(如:Ti02、Fe203等)，在蒙脱石上实现纳米金的有效负载则比较困难，主要原因是:最常用的纳米金前驱体氯金酸在溶液中多以阴离子的形式存在，而蒙脱石的等电点极低，因此，在广泛的PH值范围内，蒙脱石的表面是呈电负性的，亦即蒙脱石载体表面的荷电性质与氯金酸前驱体的带电性质并不匹配，因此，通过简单的静电吸附方法是很难将金的驱前体有效地组装到蒙脱石载体上的。
本文要解决的技术问题是如何实现金溶胶在蒙脱石上的有效负载，制备具有低纳米尺度和高分散性的负载型纳米金颗粒。本文的目的在于提供一种纳米金-蒙脱石复合材料的制备方法，先用壳聚糖改性钠基蒙脱石，获得有机蒙脱石，然后再将预先制备的粒径可控的金溶胶通过配位俘获的方式负载到有机蒙脱石的表面，通过调节负载过程的PH值实现金溶胶的高效负载，通过超声波辅助，提高金溶胶在蒙脱石上的分散性，负载金溶胶后的蒙脱石经过分离和干燥，得到“纳米金-蒙脱石”复合材料，具体包括以下步骤:
(1)壳聚糖对钠基蒙脱石的有机插层改性:按0.001-0.01g/ml的比例将壳聚糖溶于质量百分比浓度为1.5%~3%的乙酸水溶液中得到壳聚糖和乙酸的混合溶液，然后用2~4mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液的PH为4~6，按0.01-0.02g/ml的比例将钠基蒙脱石加入到壳聚糖和乙酸的混合溶液中，在室温下超声分散10~30min，同时用用2~4mol/L的氢氧化钠溶液调节悬浮液的PH为12~13 ;离心分离后用去离子水洗涤沉淀至滤液的pH值为7~8，将沉淀在90~110°C干燥12~15h，研磨即得到经壳聚糖插层改性的有机蒙脱石载体；
(2)金溶胶在有机蒙脱石上的负载:将步骤(I)制备得到的有机蒙脱石载体加入去离子水中，磁力搅拌得到质量分数为1~3%的蒙脱石载体悬浮液，用0.5~lmol/L的硝酸溶液调节蒙脱石载体悬浮液的PH值至5〜6，超声分散10~20min后将金溶胶快速倒入蒙脱石载体悬浮液中，继续在超声波辅助下负载10~20min ；
(3)离心分离沉淀后，用去离子水将沉淀洗至无Cl，然后在50~60°C下于0.06-0.07Mpa下真空干燥15~24h，研磨得到“纳米金-蒙脱石”复合材料。
本方案具有如下优点:(I)通过壳聚糖对钠基蒙脱石的有机插层改性，获得有机蒙脱石载体，利用壳聚糖上的-NH2基团能够配位俘获金溶胶的特性，通过调节负载过程的pH处于合适的范围，实现了金溶胶在蒙脱石载体上的有效负载，通过超声波辅助负载，极大地提高了纳米金在蒙脱石表面的分散性。(2 )相比于将阳离子金前驱体Au (en) 2C13负载于载体上，再通过NaBH 4液相还原制备负载型纳米金颗粒的方法，采用本发明的方法所制备的“纳米金-蒙脱石”复合材料中，纳米金颗粒处于低纳米尺度范围，且粒径可控，粒径分布更窄，分散性更高。(3)本发明所制备的“纳米金-蒙脱石”复合材料，在那些对金的尺寸效应较敏感的催化反应体系中具有潜在的应用价值。