1、 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文题目：金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能学 院： 食品科学与工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 食品质量与安全 班 级： 食安 指导教师： 职 称： 年 月金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能目 录摘要 .IAbstract .II引言 .11 材料与方法 .21.1 试验材料 .21.2 主要仪器设备 .21.3 试验方法 .21.3.1 试剂的配制 .21.3.2 香水百合总黄酮提取液的制备 .31.3.3 金纳米粒子的合成 .31.3.4 金纳米粒子对对硝基苯酚/硼氢化钠的催化
2、性能 .31.3.5 金纳米粒子对邻硝基苯酚/硼氢化钠的催化性能 .32 结果与讨论 .42.1 金纳米粒子的紫外光谱 .42.2 金纳米粒子对对硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能 .52.2.1 以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子对对硝基苯酚/ 硼氢化钠反应体系的催化性能 .52.2.2 以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子对对硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能 .52.3 金纳米粒子对邻硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能 .62.3.1 以芦丁为还原剂合成的 金纳米粒子对邻硝基苯酚/ 硼氢化钠反应体系的催化性能 .62.3.2 以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子对邻
3、硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能 .73 结论 .8参考文献 .9致谢 .10.金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能I摘要本论文以硝基苯酚与硼氢化钠的反应为典型特征反应考察了不同极性黄酮作为还原剂合成金纳米粒子的催化性能。分别用芦丁和香水百合总黄酮提取液与氯金酸反应合成金纳米粒子，再通过硝基苯酚与硼氢化钠的反应来考察金纳米粒子的催化性能。试验结果表明，以芦丁或香水百合总黄酮提取液为还原剂均能生成金纳米粒子，最大吸收峰分别位于 522nm 和 532nm 处，以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子对对硝基苯酚与硼氢化钠的反应体系，在 0-3min 内完成了催化，以香水百合总黄酮提取液为还原
4、剂合成的金纳米粒子对对硝基苯酚与硼氢化钠的反应体系，在 0-5.5min 内完成了催化。对于邻硝基苯酚与硼氢化钠的反应体系，以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子，在 0-3.5min 内完成了催化。以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子，在 0-4min 内完成了催化。说明无论是以芦丁还是香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子均能催化对硝基苯酚或邻硝基苯酚与硼氢化钠反应的体系。这两种金纳米粒子都具有较强的催化性能，也可用于其他反应的催化中。关键词：黄酮；硝基苯酚；金纳米粒子；催化性能金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能IIAbstractThis paper studies
5、the catalytic properties of different polar flavones as reductant synthesis gold nanoparticles in response to the reaction of nitrophenol and sodium borohydride. With rutin and perfume lily extract and flavonoids as the acid reaction synthesis of gold nanoparticles, and then by the reaction of nitro
6、 phenol with sodium borohydride to examine catalytic properties of gold nanoparticles. Test results show that total flavonoids rutin or perfume lily extract as the reducing agent can generate gold nanoparticles, the maximum absorption peak is located at 522 nm and 532 nm, respectively with rutin as
7、reductant synthesis of gold nanoparticles on the nitro phenol with sodium borohydride reaction system, finish the catalytic in the 0 to 3 min, perfume lily flavonoids extract as the reducing agent synthesis of gold nanoparticles on the nitro phenol with sodium borohydride reaction system, completed
8、the catalytic within 0-5.5 min. In the reaction system of the o-nitrophenol and borohydride sodium, the gold nanoparticles synthesized by lutin for reducing agent were completed in 0-3.5 min. The gold nanoparticles synthesized by the flavonoids, which were synthesized from the flavonoids, were compl
9、eted in 0-4min. Explain whether or perfume lily flavonoids extract rutin as reductant synthesis of gold nanoparticles can catalytic nitro phenol or neighbouring nitrophenol react with sodium borohydride system. Both of these nanoparticles have strong catalytic properties and can be used in catalysis
10、 of other reactions.Key words: flavone; nitrophenol; gold nanoparticles; catalytic activity金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能1引言金纳米粒子的光学、电子、催化等特殊的物理性质引起了人们研究兴趣和关注，而这些特殊的物理化学性质主要取决于它们的形状、大小和表面形态。近年来已经有许多合成方法可以合成不同大小和形态的金纳米粒子 1。众多研究表明植物提取液中的黄酮是用来合成金纳米的主要活性成分。黄酮能够通过羰基或 p 电子吸附在金纳米的表面 2。这一相互作用机制将酮类转换成羰基酸，从而起到对金属离子的
11、还原作用，这些性质使得黄酮成为合成金纳米的极好的还原剂与稳定剂 3。金纳米因具有大的比表面积，可作为催化剂在还原、氢化、电化学催化和有机反应中表现出高选择性和高活性 4。目前，已经有文献报道无论是哪种形状的金纳米粒子都具有催化性能，如金纳米催化材料可分为聚合物基弹性网络、中空球形、核壳型、蛋壳型及其他类型等 5，因此也考虑用来研究以不同黄酮为原料合成的金纳米粒子的催化性能。本论文分别以芦丁和香水百合总黄酮提取液与氯金酸反应合成金纳米粒子，再通过硝基苯酚与硼氢化钠的反应来考察金纳米粒子的催化性能。试验结果表明合成的金纳米粒子对硼氢化钠还原硝基苯酚具有很好的催化作用。金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反
12、应体系的催化性能21 材料与方法1.1 试验材料试剂名称 规格 产家磷酸 分析纯 天津市永大化学试剂有限公司冰乙酸 分析纯 天津市永大化学试剂有限公司硼酸 分析纯 天津市永大化学试剂有限公司95%乙醇 分析纯 天津市大茂化学试剂厂芦丁 分析纯 上海润捷化学试剂有限公司氢氧化钠 分析纯 天津市恒兴试剂有限公司硼氢化钠 分析纯 上海阿拉丁生化科技股份有限公司对硝基苯酚 分析纯 上海阿拉丁生化科技股份有限公司邻硝基苯酚 分析纯 上海阿拉丁生化科技股份有限公司百合花 试验材料 江西农大商业街花店氯金酸 分析纯 凯玛生化（天津）有限公司1.2 主要仪器设备仪器名称 产家SPECORD 200 紫外可见分
13、光光度计 德国耶拿分析仪器公司BS224S 电子天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司HH-4数显恒温水浴锅 国华电器有限公司移液枪 大龙兴创实验仪器(北京)有限公司石英比色皿 宜兴市谱析光学元件有限公司1.3 试验方法1.3.1 试剂的配制对硝基苯酚溶液的配制:在分析天平上称取 0.0695g 的对硝基苯酚，用蒸馏水溶解并定容至 50mL，配制成浓度为 110-2M 的储备液,避光保存。邻硝基苯酚溶液的配制:在分析天平上称取 0.0695g 的邻硝基苯酚，用蒸馏水溶解并定容至 50mL，配制成浓度 110-2M 的储备液，避光保存。硼氢化钠溶液的配制:在分析天平上称取 0.1892g 的硼氢
14、化钠，用蒸馏水溶解并定容至 50mL，配制成浓度 110-1M 溶液，现配现用。金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能3芦丁的配制；在分析天平上称取 0.1832g 芦丁干品，用蒸馏水溶解并定容到 100mL，再向其加入 4mL 的 NaOH 使其充分溶解，即可得到 310-3M 的芦丁样品。B-R 缓冲液 A 液的配制:在分析天平上称取 0.98g 的磷酸、0.618g 的硼酸、0.6g 的醋酸用蒸馏水溶解并定容到 250mL，即可配置成 0.04mol/L 磷酸、硼酸和醋酸。B-R 缓冲液 B 液的配制：在分析天平上称取 0.1g 的氢氧化钠用蒸馏水溶解并定容到 100mL，即可配
15、制成 0.2mol/L 的 NaOH。PH=6.8 缓冲溶液的配制使用时用 0.2mol/LNaOH 溶液调至，在 100mL 磷酸、硼酸和醋酸三种酸的混合液中，向其中加入 50mL 氢氧化钠即可调至成 PH=6.8 B-R 缓冲液。1.3.2 香水百合总黄酮提取液的制备准确称取 0.5g 干燥后的香水百合粉末，以 70%乙醇水溶液为提取剂，料液比为 1:30，在 50下水浴提取 1.5h，过滤，提取液以 70%乙醇定容至 100mL。1.3.3 金纳米粒子的合成1.3.3.1 以芦丁为还原剂金纳米粒子的合成分别取氯金酸 1%m/v原液 0.2mL，芦丁 310-3M 0.5mL，PH=6.8
16、 B-R 缓冲液 1mL，在比色管中加水定容至 5mL，70 水浴加热反应 45min。1.3.3.2 以香水百合总黄酮提取液为还原剂金纳米粒子的合成分别取氯金酸 1%m/v原液 0.2mL，百合提取液 0.1mL，PH=6.8 B-R 缓冲液1mL，在比色管中加水定容至 5mL，70 水浴加热反应 45min。1.3.4 金纳米粒子对对硝基苯酚/硼氢化钠的催化性能 6反应选用规格为 1cm 的石英比色皿，首先向比色皿中加入一定体积的水，再加入 110-2M 对硝基苯酚溶液 30L 和一定量的金纳米粒子溶液，充分混匀，再加入 110-1M 硼氢化钠溶液 200L，然后迅速将比色皿放入紫外-可见
17、分光光度计中测定，在波长于 250nm-600nm 范围内扫描，观察吸光度随时间的变化。1.3.5 金纳米粒子对邻硝基苯酚/硼氢化钠的催化性能反应选用规格为 1cm 的石英比色皿，首先向比色皿中加入一定体积的水，再加入 110-2M 邻硝基苯酚溶液 30L 和一定量的金纳米粒子溶液，充分混匀，再加入 110-1M 硼氢化钠溶液 200L，然后迅速将比色皿放入紫外-可见分光光度计中测定，在波长于 250nm-600nm 范围内扫描，观察吸光度随时间的变化。金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能42 结果与讨论2.1 金纳米粒子的紫外光谱4050506507.0.51.52.0.5Abso
18、ranceWavelngth/m图 1 以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子的紫外光谱Fig.1 The ultraviolet spectra of gold nanoparticles synthesized by lutin图 1 是以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子的紫外光谱，从图中可以看出以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子在 522nm 处有最大的吸收峰，说明此时已经生成了金纳米粒子。4050506507.51.0.52.0.53.0AbsoranceWavelngth/m图 2 以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子的紫外光谱Fig.2 The ultraviolet spectra o
19、f gold nanoparticles synthesized by the flavonoid extraction liquid of the perfume lily图 2 是以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子的紫外光谱，从图中可以看出以百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子在 532nm 处有金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能5最大的吸收峰，说明此时已经生成了金纳米粒子。2.2 金纳米粒子对对硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能对硝基苯酚水溶液的吸收峰位于 317nm 附近，当溶液中加入硼氢化钠后，溶液呈碱性，促进对硝基苯酚解离，使得对硝基苯酚溶液的吸收峰出
20、现在400nm 处，在无金纳米粒子的存在下溶液在 400nm 处吸光度不发生反应变化，当加入金纳米粒子后，400nm 处吸收峰逐渐降低，而 300nm 处出现了新的吸收峰，此时 300nm 处为对氨基苯酚的吸收峰，说明在金纳米粒子得催化下对硝基苯酚正在转变成对氨基苯酚 7,8。2.2.1 以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子对对硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能20530540505605.0.46.810.241.682.0AbsoranceWavelngth/m03Time(in)图 3 以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子催化硼氢化钠还原对硝基苯酚反应体系的系列紫外光谱Fig.3 A series
21、 of UV spectra of sodium borohydride reducing p-nitrophenol reaction system were prepared by using gold nanoparticles synthesized with rutin as reducing agent图 3 是反应过程中测定的紫外-可见吸收光谱图，随着反应的进行 400nm处吸收峰在逐渐减小，待反应进行到 3min 左右时，400nm 处的吸收峰几乎完全消失，而 300nm 处出现较为明显的升高，说明以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子能够催化反应，反应能够在 3min 内完成。2.2
22、.2 以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子对对硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能金纳米粒子对硝基苯酚硼氢化钠反应体系的催化性能62053054050560512AbsoranceWavelngth/m05.Time(in)图 4 以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子催化硼氢化钠还原对硝基苯酚反应体系的系列紫外光谱Fig.4 A series of UV spectra of the reaction system for the reduction of p-nitrophenol to sodium borohydride were prepared using gol
23、d nanoparticles synthesized from the extract of perfume lily as a reducing agent图 4 是反应过程中测定的紫外-可见吸收光谱图，随着反应的进行 400nm处吸收峰在逐渐减小，待反应进行到 5.5min 左右时，400nm 处的吸收峰几乎完全消失，而 300nm 处出现较为明显的升高，说明以香水百合总黄酮提取液为还原剂合成的金纳米粒子能够催化反应，反应能够在 5.5min 内完成。2.3 金纳米粒子对邻硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能邻硝基苯酚水溶液的吸收峰位于 270nm 附近，当溶液中加入硼氢化钠后，溶液呈碱性，促进邻硝基苯酚解离，使得邻硝基苯酚溶液的吸收峰出现在415nm 处，在无金纳米粒子的存在下溶液在 415nm 处吸光度不发生反应变化，当加入金纳米粒子后，415nm 处吸收峰逐渐降低，而 283nm 处出现了新的吸收峰，此时 283nm 处为邻氨基苯酚的吸收峰，说明在金纳米粒子得催化下邻硝基苯酚正在转变成邻氨基苯酚 7,8。2.3.1 以芦丁为还原剂合成的金纳米粒子对邻硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化性能
