范杰课题组利用光化学法将金纳米粒子一步转变为AuCN纳米低聚物
来源：浙江大学化学系
发布时间：2012-11-28
9380
黄金是一种贵重金属，是人类最早发现和开发利用的金属之一。它是制作首饰和钱币的重要原料，又是国家的重要储备物资，素以"金属之王"著称。氰化法提金是从金矿石中提取金的主要方法之一。氰化物对金溶解的作用机理目前尚不一致，多数认为金在氰化物溶液中有氧存在的情况下可以生成一种金的络合物而溶解。其基本反应式(即Elsner Equation)为：
4Au + 8KCN + 2H2O + O2 → 4KAu(CN)2 + 4KOH
为了得到AuCN固体，通常需要在KAu(CN)2溶液中加入浓盐酸：
KAu(CN)2 + HCl → AuCN + KCl + HCN
由于氰化物是剧毒物质。水中氰化物含量折合成氰离子浓度为0.04～0.1毫克/升时，就能使鱼类致死。简单的氰化物经口、呼吸道或皮肤进入人体，极易被人体吸收，会引起慢性毒害。随着人类环保意识的加强，目前传统的氰化冶金法在世界各地已经受到广泛抵制。然而，开发一种绿色的氰化冶金法从金一步制备AuCN固体颗粒尚为当前科学研究的空白领域。
化学系范杰课题组利用光化学法，将金纳米颗粒在含少量苯甲醛的乙腈溶液中一步转变为AuCN纳米低聚物。通过总结电子自旋共振，核磁，质谱等表征以及DFT理论计算的结果，证明了该反应为自由基参与的绿色合成路线，并得到其总反应方程式为（见下图）：
4CH3CN + 3·OH + 3Au → CH3CH2CN + CH3CH2OH + 3AuCN + 2H2O
通过该光化学法制备的负载型AuCN纳米低聚物具有特殊的光谱性质，并且在环化水杨醛和苯乙炔制备异黄酮的有机反应中表现出了相对优异的催化活性。该研究结果以全文形式发表在J. Am. Chem. Soc. (2012, 134, 18286-18294. DOI: 10.1021/ja305198p)上。该工作的第一作者为李仁宏，目前为范杰课题组2010级博士研究生。
本研究的完成是范杰研究组与日本京都纤维工艺大学小林久芳课题组的又一交叉研究成果。之前两课题组已经在可见光诱导苯甲醇选择性氧化制苯甲醛的研究项目中进行了深入的合作，研究结果发表在Chem. Commun. (2011, 47, 8584–8586) 和J. Phys. Chem. C (2011, 115, 23408–23416)上。工作得到国家自然科学基金、霍英东教育基金、中央高校基本科研业务费以及浙江省创新团队的资助。
