金纳米粒子石墨炔复合膜及其制备方法
碳材料具有优异的物理、化学性质，金属纳米粒子在碳材料表面的修饰在纳米科学与技术中有着重要的应用。石墨炔的成功制备，使得碳材料“家族”又诞生了一个新的成员。石墨炔具有特殊的电子结构，大的比表面和多孔结构，优良的化学、光和热稳定性以及电学性能。金属纳米粒子在催化方面，尤其在光催化降解偶氮染料发面的应用已受到广泛的关注，偶氮染料被广泛用于纺织品、造纸、食品、皮革、化妆品和制药工业，很难降解，因此对环境、生物有很大的危害。目前用于降解偶氮染料的传统方法有吸附、絮凝、生物方法以及化学方法，这些方法通常在降解偶氮染料的过程中产生新的污染物，从而带来新的污染，需要作进一步的处理。近几年先进氧化技术（advanced oxidation process)被成功用于降解偶氮染料，但由于技术条件的限制，此方法在实际应用中不能完全降解高浓度的偶氮染料。TiO2和ZnO纳米粒子被广泛用于降解偶氮染料，但TiO2和 SiO的电子空穴对重组较快，而且它们的带隙较宽，只能吸收紫外光，这些因素都限制了其降解偶氮染料的效率，同时这些纳米粒子均是粉末状物质，不利于回收再利用。
本文提供的金纳米粒子/石墨炔复合膜，由通过静电稳定作用结合的金纳米颗粒和石墨炔膜组成，所述金纳米颗粒分布在所述石墨炔膜表面。制备金纳米粒子/石墨炔复合膜的方法，包括如下步骤：以石墨炔膜为载体，将含金化合物的水溶液、包覆剂和还原剂于水中混勻进行还原反应，得到所述金纳米粒子/石墨炔复合膜。，所述包覆剂选自柠檬酸钠、硫醇、十二胺和巯基乙酸中的全少一种， 优选柠檬酸钠；所述还原剂选自硼氢化钠和硼氢化钾中的至少一种，优选硼氢化钠；所述含金化合物选自氯化金和氯金酸中的至少一种，优选氯金酸；所述含金化合物的水溶液的浓度为0. 05mol/L-0. 2mol/L,优选0. lmol/L ；所述含金化合物与所述石墨炔膜的质量比为25-45 ： 1，优选37.4 ： 1 ；所述包覆剂、还原剂与所述石墨炔膜的投料质量比为 8-12 ： 1 ： 1. 5-3 优选 10. 4 ： 1 ： 2. 1。所述还原反应步骤中，温度为5 °C "30 °C，优选251：，时间为3-8小时，优选5小时。以上述本发明提供的金纳米粒子/石墨炔复合膜为活性成分的光催化降解偶氮染料，以及该金纳米粒子/石墨炔复合膜在光催化降解偶氮染料中的应用，也属于本发明的保护范围。所述光催化降解步骤中，所述光源为太阳光；所述偶氮染料选自甲基红、甲基橙、苏丹红和亚甲基蓝中的至少一种，优选甲基红。所述金纳米粒子/石墨炔复合膜的降解速度为0. 556毫克/小时每毫克金纳米粒子/石墨炔，速率常数为0. OlSSSmirr1。
本文提供的制备金纳米粒子/石墨炔复合膜（也即Au NPsiGDF)的方法，工艺简便，绿色环保。所制备的金纳米粒子/石墨炔复合膜，可在空气中稳定存在，具有优良的催化效率，在太阳光照下光催化降解偶氮染料，降解速度为0. 556毫克/小时每毫克金纳米粒子/石墨炔，速率常数为0. OlSSSmirT1。该复合膜能够高效光催化降解偶氮染料，在化学、 催化、环境、材料等领域具有潜在的应用前景。