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本文基于对绿色化学工艺的开发,避免有毒的还原剂,利用对细菌纤维素(BC)的表面功能化改性,制备了偕胺肟基细菌纤维素(AOBC),将其既用作还原剂又用作稳定剂负载金纳米粒子纳米复合材料(AOBC/AuNPs),着重研究了AOBC/AuNPs的催化性能以及对应催化还原反应速率的影响因素,并通过催化柱的成功组装期望开发其实际应用。本文的主要研究成果如下:(1)在非均相条件下进行的细菌纤维素表面改性制备氰乙基细菌纤维素,进一步反应制备偕胺肟基细菌纤维素,氰乙基细菌纤维素的取代度与在碱中的活化时间有关,最佳活化时间为7 h。(2)在110℃的条件下,将制备的AOBC与HAuCl4混合,通过水热反应,采用一步法原位合成金纳米粒子,发现偕胺肟基含量越多,生成的金纳米粒子粒径越小,分布越均匀且大量地负载在纤维表面。(3)在常温条件下,与HAuCl4溶液进行反应,发现金纳米颗粒由于纤维素模板的影响,可以沿着纤维方向生长成不规则的纳米棒。(4)AOBC与氯金酸的反应后,部分偕胺肟基被氧化成了酰胺(–CONH2)和羧基(–COOH),可以作为锚固点固定金纳米粒子在BC纤维表面上,从而通过络合作用和相互静电作用阻止金纳米粒子的团聚。(5)以硼氢化钠(NaBH4)作还原剂,对4-硝基苯酚的还原反应模型用来评价金纳米粒子的催化活性,用催化还原反应速率常数k(s-1)值的大小来比较金纳米粒子的催化活性。催化还原反应速率k随NaBH4的浓度和温度的增加而增大,当NaBH4的浓度和温度分别达到264mM和50℃时,催化还原反应速率k不再变化;催化还原反应速率k还与金纳米粒径有关,粒径越小完成催化还原反应过程所需时间越短,反应速率常数k值越大。(6)AOBC/AuNPs纳米复合材料的催化效率可以通过周期频率(TOF)值来估算,最高TOF值可达到1190 h-1。(7)AOBC/AuNPs纳米复合材料催化柱运作了两个多月后,仍然运作良好,无催化活性的损失。