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由于表面原子所占比例很大、拥有剩余的化学键合力,纳米金表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。但是,纳米金用于液相反应时仍然存在如下挑战:(1)纳米金在溶液中的团聚效应对其催化活性以及稳定性等纳米特性影响十分严重;(2)很难通过常规手段(如离心和过滤等)实现将纳米金从反应体系中分离出来-从而达到分离、纯化等目的。为了解决上述困难和问题,合成不同种类金纳米复合粒子并扩展基于金纳米材料特性的应用研究成为当前材料及相关应用科学(如化学、生物及环境)的研究热点。本论文主要介绍了芽孢@金和Fe3O4@Au这两种金纳米复合粒子及其在化学和环境中的应用研究: 1.芽孢@金复合微粒及其催化还原性能的研究 目前,装载纳米粒子的单分散微米粒子主要采用化学方法合成,其主要缺陷包括:合成成本高、过程复杂、产量低、可再生循环利用差等。采用微米粒子装载纳米材料是解决上述问题最有效的方法之一。本实验首次采用微生物材料-芽孢,作为金纳米粒子的载体,并制成了芽孢@金复合微粒单悬浮体系;采用SEM、TEM等方法对芽孢及芽孢@金复合微粒的表面性质进行了表征和分析;优化了纳米金在芽孢上的装载量;比较了不同芽孢@金复合微粒用量对对硝基苯酚的催化效率。结果表明:纳米金能很牢固地吸附在芽孢表面,纳米材料的团聚问题得到了较好的解决;芽孢@金复合微粒具有良好的单分散特性,显示出良好的催化特性,且具有优良的循环使用效率等优异性能;为发展新型纳米催化材料和技术提供了实验和理论依据。 2.基于Fe3O4@Au表面富集沉积的电化学新方法用于检测水体中Ag+ Ag+离子对生物系统具有很高的毒性,因此建立一种高效快速的检测银离子的方法对于污染控制和监测水质有十分重要的意义。本实验基于银离子在金磁表面的催化还原特性,结合本实验室制作的磁性玻碳电极建立了一种简单、快速检测水体中银离子的电化学新方法。实验结果表明:Ag+浓度在0.118-17.7μmol/L之间有良好的相关性(R2=0.9909),测得的检测限为0.059μmol/L(S/N=3),在EDTA的存在下,绝大部分金属离子对银离子测定的没有干扰。