壳聚糖-黄原胶固定金纳米颗粒复合材料的制备及其在水相硝基芳烃还原中的催化应用

《Journal of Organometallic Chemistry》：Design and immobilized gold nanoparticles into the chitosan-xanthan gum polymers as a novel catalyst for efficient nitroarenes reduction in water

本文报道了一种以壳聚糖-黄原胶多糖（CS-XG）为基质固定金纳米颗粒（Au NPs）的新型纳米复合材料（CS-XG/Au NPs），该材料通过氢键作用形成天然框架，兼具封端、还原和稳定功能。研究通过多种表征手段（UV-Vis、FE-SEM、TEM等）证实了球形单分散Au NPs（40-50 nm）的成功合成，并展示了其在水相中高效催化硝基芳烃还原的性能，且可重复使用8次以上，为绿色化学提供了可持续催化方案。

　　

Fabrication of the CS-XG/Au NPs

首先，将等比例的壳聚糖和黄原胶（1:1，0.1克）加入含100毫升1%乙酸的烧杯中，在60°C下以700转/分钟持续搅拌1小时，形成澄清的CS-XG悬浮液。随后，将1.0毫升25%浓度的戊二醛水溶液逐滴加入，并在相同温度下搅拌5小时以促进交联。接着，将金前体溶液（HAuCl₄，25毫克，溶于10毫升水）逐步加入反应体系。

Preparation and characterization of CS-XG/Au NPs catalyst

本研究建立了一种可持续且高效的方法来制备CS-XG/Au NPs，并应用于水相中硝基苯的还原（如方案1所示）。通过UV-Vis、FE-SEM、EDX、TEM、XRD、元素映射和ICP-OES等多种分析手段对CS-XG/Au NPs进行了表征。在壳聚糖-黄原胶多糖（CS-XG）存在下生物生成的Au NPs可通过出现深粉色混合物被识别，这一现象通过UV-Vis光谱得到确认。

Conclusion

本研究中，我们展示了由壳聚糖和黄原胶（CS-XG）构成的聚合物复合材料可作为有效的封端和还原剂，用于固定金纳米颗粒。通过多种现代表征技术（如UV-Vis、FE-SEM、TEM等）对CS-XG/Au NPs进行了细致分析。TEM图像显示Au NPs呈球形、单分散，尺寸约为40-50纳米。随后，该材料的催化性能被进一步研究。