金属催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种金属催化剂，所述金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，所述海绵负载纳米金属催化剂包括聚二甲基硅氧烷海绵载体以及负载在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的催化剂活性组分，所述催化剂活性成分为纳米金属，所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面含有氨基，且所述纳米金属通过所述氨基与所述聚二甲基硅氧烷海绵载体连接。

权利要求

1.一种金属催化剂，其特征在于，所述金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，所述海绵负载纳米金属催化剂包括聚二甲基硅氧烷海绵载体以及负载在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的催化剂活性组分，所述催化剂活性成分为纳米金属，所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面含有氨基，且所述纳米金属通过所述氨基与所述聚二甲基硅氧烷海绵载体连接；

所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面键合有下述结构式1所示的偶联单元，，式1中，R1选自碳原子数量为1-6的烷基，n大于等于2且小于或等于50。

2.如权利要求1所述的金属催化剂，其特征在于，所述催化剂活性组分在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的负载量为1.34×10-5-1.34×10-4mmol/g。

3.如权利要求1或2所述的金属催化剂，其特征在于，所述纳米金属选自Au、Ag、Ni、Cu、Pd、Zn、Fe、Pt中的至少一种。

4.一种金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供聚二甲基硅氧烷海绵，将所述聚二甲基硅氧烷海绵进行表面处理，得到含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵；所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面键合有下述结构式1所示的偶联单元，，

式1中，R1选自碳原子数量为1-6的烷基，n大于等于2且小于或等于50；

在所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵表面偶联氨基偶联试剂，得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体；

提供金属盐溶液，将所述表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体置于所述金属盐溶液中，得到负载金属盐的聚二甲基硅氧烷海绵载体溶液；

在所述负载金属盐的聚二甲基硅氧烷海绵载体溶液中加入还原剂，将金属盐还原为纳米金属单质，得到海绵负载纳米金属催化剂。

5.如权利要求4所述的金属催化剂的制备方法，其特征在于，在所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵表面偶联氨基偶联试剂，得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体的方法为：提供含有氨基的硅烷偶联剂溶液，将所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵置于所述含有氨基的硅烷偶联剂溶液中，含有氨基的硅烷偶联剂与聚二甲基硅氧烷海绵的表面基团反应，制备得到连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体。

6.如权利要求4所述的金属催化剂的制备方法，其特征在于，在所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵表面偶联氨基偶联试剂，得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体的方法为：提供含有双键的硅烷偶联剂溶液，将所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵置于所述含有双键的硅烷偶联剂溶液中，硅烷化处理，得到表面含有双键的聚二甲基硅氧烷海绵；

将所述表面含有双键的聚二甲基硅氧烷海绵置于甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液中，自由聚合反应，制备表面形成聚合物刷的聚二甲基硅氧烷海绵；

将所述表面形成聚合物刷的聚二甲基硅氧烷海绵与二乙烯三胺反应，制备得到连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体。

7.如权利要求4至6任一项所述的金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中的金属盐选自金盐、铂盐、铁盐、锌盐、银盐、镍盐、铜盐、钯盐中的一种；

所述还原剂选自柠檬酸钠、甲醛中的一种；

所述还原剂的添加量为所述金盐摩尔质量的15-35倍。

说明书

金属催化剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于催化剂技术领域，尤其涉及一种聚二甲基硅氧烷海绵负载纳米金属的金属催化剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 金属催化剂是一种以金属为主要活性组分的固体催化剂，主要是以贵金属及铁、钴、镍等过渡元素作为催化活性成分，这与金属的结构、表面化学键有关。金属催化剂有单金属和多金属催化剂之分，是一类应用广发且重要的工业催化剂。金属氧化剂使用过程中，一方面，分散性相对较差，催化效率较低；另一方面，金属催化剂在使用过程中，难以有效回收利用，通常作为损耗品采购使用，催化材料的使用率或寿命较低。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种金属催化剂，旨在解决纯相的金属催化剂催化效率有待提高、催化寿命短的问题。

[0004] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

[0005] 本发明一方面提供一种金属催化剂，所述金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，所述海绵负载纳米金属催化剂包括聚二甲基硅氧烷海绵载体以及负载在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的催化剂活性组分，所述催化剂活性成分为纳米金属，所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面含有氨基，且所述纳米金属通过所述氨基与所述聚二甲基硅氧烷海绵载体连接。

[0006] 本发明另一方面提供一种金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0007] 提供聚二甲基硅氧烷海绵，将所述聚二甲基硅氧烷海绵进行表面处理，得到含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵；

[0008] 在所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵表面偶联氨基偶联试剂，得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体；

[0009] 提供金属盐溶液，将所述表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体置于所述金属盐溶液中，得到负载金属盐的聚二甲基硅氧烷海绵载体溶液；

[0010] 在所述负载金属盐的聚二甲基硅氧烷海绵载体溶液中加入还原剂，将金属盐还原为纳米金属单质，得到海绵负载纳米金属催化剂。

[0011] 本发明提供的金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，包括表面含有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体以及属通过所述氨基负载在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的纳米金属。所述海绵负载纳米金属催化剂通过金属-载体强相互作用(Classic Strong Metal-Support Interactions)构建形成，分散性好，具有较高的催化活性，且易于回收，可重复利用，催化剂利用率高，可以降低工业生产的成本。此外，采用聚二甲基硅氧烷海绵作为海绵载体基体物质，由于聚二甲基硅氧烷的疏水特性，作为过渡纳米金属的载体用于水环境体系中的有机催化反应时，由于聚二甲基硅氧烷与有机溶剂之间具有更好的相容性，因此两者接触效率提升，能够明显提高有机催化催化活性。

[0012] 本发明提供的金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，在聚二甲基硅氧烷海绵上通过表面改性处理得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体，进一步在表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体上负载金属盐，通过还原剂还原处理，得到海绵负载纳米金属催化剂。该方法操作简单、反应条件温和，且制备得到的金属催化剂具有催化活性高、使用寿命长的优点。

附图说明

[0013] 图1是本发明实施例1提供的反应流程示意图；

[0014] 图2是本发明实施例2提供的反应流程示意图。

具体实施方式

[0015] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0016] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0017] 本发明实施例一方面提供一种金属催化剂，所述金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，所述海绵负载纳米金属催化剂包括聚二甲基硅氧烷海绵载体以及负载在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的催化剂活性组分，所述催化剂活性成分为纳米金属，所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面含有氨基，且所述纳米金属通过所述氨基与所述聚二甲基硅氧烷海绵载体连接。

[0018] 本发明实施例提供的金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，包括表面含有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体以及属通过所述氨基负载在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的纳米金属。所述海绵负载纳米金属催化剂通过金属-载体强相互作用(Classic Strong Metal-Support Interactions)构建形成，分散性好，具有较高的催化活性，且易于回收，可重复利用，催化剂利用率高，可以降低工业生产的成本。此外，采用聚二甲基硅氧烷海绵作为海绵载体基体物质，由于聚二甲基硅氧烷的疏水特性，作为过渡纳米金属的载体用于水环境体系中的有机催化反应时，由于聚二甲基硅氧烷与有机溶剂之间具有更好的相容性，因此两者接触效率提升，能够明显提高有机催化催化活性。

[0019] 通常的聚二甲基硅氧烷海绵表面不含有氨基。为了使得所述催化剂活性成分即纳米金属能够连接在聚二甲基硅氧烷海绵，形成海绵负载纳米金属催化剂。本发明实施例中，所述聚二甲基硅氧烷海绵载体为改性处理的聚二甲基硅氧烷海绵，所述聚二甲基硅氧烷海绵的表面含有氨基。所述纳米金属通过改性聚二甲基硅氧烷海绵表面的氨基与所述聚二甲基硅氧烷海绵载体连接，具体的，所述纳米金属与聚二甲基硅氧烷海绵载体表面氨基上的氮原子通过吸附或配方连接。

[0020] 将聚二甲基硅氧烷海绵进行改性处理得到表面含有案件的聚二甲基硅氧烷海绵载体的方式有多种。作为一种优选实施方式，所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面键合有含有氨基的硅烷偶联剂。具体的，聚二甲基硅氧烷海绵经过表面处理后可含有表面羟基，所述含有氨基的硅烷偶联剂的烷氧基可以与过表面处理后的聚二甲基硅氧烷海绵的表面羟基反应，脱除烷氧基的硅烷偶联剂连接在聚二甲基硅氧烷海绵表面，从而引入硅烷偶联剂上氨基，为所述纳米金属的附着提供位点。

[0021] 作为另一种优选实施方式，聚二甲基硅氧烷海绵载体表面键合有下述结构式1所示的偶联单元，

[0022]

[0023] 式1中，R1选自碳原子数量为1-6的烷基，n大于等于2。

[0024] 具体的，聚二甲基硅氧烷海绵经过表面处理后可含有表面羟基，将含有末端不饱和键的硅烷偶联剂与表面羟基反应，脱除烷氧基的硅烷偶联剂连接在聚二甲基硅氧烷海绵表面，实现两者的连接。进一步的，通过在脱除烷氧基的硅烷偶联剂的不饱和末端引入含有末端环氧基的聚合单体，聚合后在聚二甲基硅氧烷海绵形成多个环氧基的聚合物分子。更进一步的，环氧基与二乙烯三胺发生开环反应，即可得到式1所示的偶联单元。上述结构的偶联单元，可以在聚二甲基硅氧烷海绵上引入大量的活性氨基，从而为纳米金属的附着提供更多的位点，进而更好地提高催化活性和催化效率。

[0025] 式1所示的偶联单元中，R1选自碳原子数量为1-6的烷基。若R1选自碳原子过多，枝化结构复杂或者碳链过长，明显增加空间位阻，活性氨基被遮掩，所述纳米金属与活性氨基的接触变得困难，不利于所述纳米金属的附着。具体优选的，所述R1为-CH2CH2-。此时，利于通过含有末端烯基的硅烷偶联剂在聚二甲基硅氧烷海绵表面引入后续的活性片段。

[0026] 优选的，所述n≤50，更优选≤20，以避免单个聚合物分子过长，单质分子缠绕，增加空间位阻，活性氨基被遮掩，所述纳米金属与活性氨基的接触变得困难，同样不利于所述纳米金属的附着。

[0027] 在上述实施例的基础上，所述催化剂活性组分在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的负载量为1.34×10-5-1.34×10-4mmol/g。若所述催化剂活性组分在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的负载量为过少，则所述聚二甲基硅氧烷海绵载体的利用率过低，单位体积的海绵能带来的催化效果有限。由于催化剂活性组分的负载量与聚二甲基硅氧烷海绵表面的有机单元特别是有机单元中氨基数量有关，但是，当有机单元过多时，容易在海绵表面相互交叉，不利于纳米金属的附着。即便所述纳米金属穿越空间障碍通过氨基附着在所述聚二甲基硅氧烷海绵上，由于产生催化反应的纳米金属隐藏，催化作用并不会随着纳米金属的增加呈线性增长。具体优选的，当所述聚二甲基硅氧烷海绵载体表面键合有含有氨基的硅烷偶联剂时，所述催化剂活性组分在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的负载量为1.34×10-5-1.34×10-4mmol/mg。当聚二甲基硅氧烷海绵载体表面键合有上述结构式1所示的偶联单元时，所述催化剂活性组分在所述聚二甲基硅氧烷海绵载体上的负载量为1.34×10-5-
1.34×10-4mmol/mg。

[0028] 本发明实施例中，所述纳米金属选自Au、Ag、Ni、Cu、Pd、Zn、Fe、Pt中的至少一种。具体的，可以为上述金属的金属单质、合金以及金属离子。

[0029] 本发明实施例所述金属催化剂，可以通过下述方法制备获得。

[0030] 相应的，本发明实施例另一方面提供一种金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0031] S01.提供聚二甲基硅氧烷海绵，将所述聚二甲基硅氧烷海绵进行表面处理，得到含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵；

[0032] S02.在所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵表面偶联氨基偶联试剂，得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体；

[0033] S03.提供金属盐溶液，将所述表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体置于所述金属盐溶液中，得到负载金属盐的聚二甲基硅氧烷海绵载体溶液；

[0034] S04.在所述负载金属盐的聚二甲基硅氧烷海绵载体溶液中加入还原剂，将金属盐还原为纳米金属单质，得到海绵负载纳米金属催化剂。

[0035] 本发明实施例提供的金属催化剂为海绵负载纳米金属催化剂，在聚二甲基硅氧烷海绵上通过表面改性处理得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体，进一步在表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体上负载金属盐，通过还原剂还原处理，得到海绵负载纳米金属催化剂。该方法操作简单、反应条件温和，且制备得到的金属催化剂具有催化活性高、使用寿命长的优点。

[0036] 具体的，上述步骤S01中，所述聚二甲基硅氧烷海绵为常规的聚二甲基硅氧烷海绵。常规的聚二甲基硅氧烷海绵由于不含有表面活性基团，因此，通常难以在其表面附着其他改性材料，特别是有机改性材料。基于此，本发明实施例将所述聚二甲基硅氧烷海绵进行表面处理，得到含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵。优选的，所述表面处理可以采用等离子处理，利用等离子清洗聚二甲基硅氧烷海绵，以增加它的表面粗糙度，并通过等离子处理在所述聚二甲基硅氧烷海绵表面接上羟基等亲水基团，实现表面亲水化。具体的，将干燥聚二甲基硅氧烷海绵放入等离子体清洗机里等离子处理1-10分钟，优选3-5分钟(如4分钟)，在海绵的表面接上羟基等亲水基团。值得注意的是，本发明实施例进行表面处理，特别是等离子处理，需要保证所述聚二甲基硅氧烷海绵干燥，以避免海绵含水影响等离子处理的效果，进而影响海绵表面亲水基团的生成。

[0037] 优选的，在进行表面处理前，先进行表面清洗处理除尘。具体优选的，所述表面清洗处理采用超声清洗，时间为1-10分钟，优选3-5分钟。超声清洗的溶剂可以采用有机溶剂包括但不限于乙醇。将清洗后的海绵干燥处理，优选放入70-90℃鼓风烘箱烘干，例如80℃。

[0038] 上述步骤S02中，对所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵进一步改性，在其表面引入氨基，为纳米金属的附着提供氮原子位点。

[0039] 作为一种优选实施例，在所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵表面偶联氨基偶联试剂，得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体的方法为：

[0040] 提供含有氨基的硅烷偶联剂溶液，将所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵置于所述含有氨基的硅烷偶联剂溶液中，含有氨基的硅烷偶联剂与聚二甲基硅氧烷海绵的表面基团反应，制备得到连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体。

[0041] 其中，含有氨基的硅烷偶联剂溶液中，含有氨基的硅烷偶联剂包括但不限于3-氨丙基三乙氧基硅烷，溶剂可以选用但不限于甲苯。优选的，含有氨基的硅烷偶联剂溶液中，含有氨基的硅烷偶联剂的体积百分含量为3％-10％，更优选为5％，从而引入合适数量的氨基。

[0042] 含有氨基的硅烷偶联剂与聚二甲基硅氧烷海绵的表面基团反应，优选通过搅拌实现，更优选可以采用加热回流加快反应进程。

[0043] 作为另一种优选实施例，在所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵表面偶联氨基偶联试剂，得到表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体的方法为：

[0044] S021.提供含有双键的硅烷偶联剂溶液，将所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵置于所述含有双键的硅烷偶联剂溶液中，硅烷化处理，得到表面含有双键的聚二甲基硅氧烷海绵。

[0045] 该步骤中，所述含有双键的硅烷偶联剂溶液中，含有双键的硅烷偶联剂包括但不限于VTMS(乙烯基三甲氧基硅烷)，溶剂包括但不限于乙醇，优选为VTMS的乙醇溶液。具体优选的，所述VTMS的乙醇溶液的质量份数为1％-5％，更优选为3％，从而形成具有合适空间距离的位点。

[0046] 硅烷化处理可以直接通过将所述含有表面基团的聚二甲基硅氧烷海绵浸泡在所述含有双键的硅烷偶联剂溶液中实现，优选浸泡2-3小时，用去离子水冲洗干净即可。

[0047] S022.将所述表面含有双键的聚二甲基硅氧烷海绵置于甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液中，自由聚合反应，制备表面形成聚合物刷的聚二甲基硅氧烷海绵。

[0048] 该步骤中，将所述表面含有双键的聚二甲基硅氧烷海绵置于甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液中，加热至70-90℃，发生自由聚合反应。优选的，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液的质量份数为3％-8％，更优选为5％，即60g/L。所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液的溶剂优选为体积比为1:2的H2O/DMF。通过自由基聚合，在海绵的表面长出聚合物刷，用去离子水冲洗干净。通过在聚二甲基硅氧烷海绵表面长出聚合物刷，提供更多的氨基位点，以此增加海绵与纳米金属的接触面积。

[0049] S023.将所述表面形成聚合物刷的聚二甲基硅氧烷海绵与二乙烯三胺反应，制备得到连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体。

[0050] 该步骤中，将所述表面形成聚合物刷的聚二甲基硅氧烷海绵与二乙烯三胺反应，反应条件优选为在65-75℃具体如70℃过夜反应。二乙烯三胺为二乙烯三胺的1,4-二氧六环溶液，溶度优选为0.02-0.06mmol/ml，具体优选为0.04mmol/ml。

[0051] 上述步骤S03中，提供金属盐溶液，所述金属盐溶液中的金属盐选自金盐、铂盐、铁盐、锌盐、银盐、镍盐、铜盐、钯盐中的一种，例如氯金酸。将所述表面连接有氨基的聚二甲基硅氧烷海绵载体置于所述金属盐溶液中，优选的。所述金盐的质量为相对海绵质量的2％wt。进一步的，可以在室温(15-35℃)条件下通过磁力搅拌反应，使得金属离子进入聚二甲基硅氧烷海绵中。

[0052] 上述步骤S04中，在所述负载金属盐的聚二甲基硅氧烷海绵载体溶液中加入还原剂，利用还原剂的还原性，将金属离子还原为纳米金属颗粒，游离在溶液中。进一步的，还原出来的纳米金属颗粒与聚二甲基硅氧烷海绵载体表面的活性基团氨基上的氮原子吸附或配位，完成负载。

[0053] 其中，所述金属盐溶液中的金属盐选自但不限于金盐、铂盐、铁盐、锌盐、银盐、镍盐、铜盐、钯盐中的一种。优选的，所述还原剂选自柠檬酸钠、甲醛中的一种，具体针对不同的金盐类型进行选择。

[0054] 进一步优选的，所述还原剂的添加量为所述金盐摩尔质量的15-35倍。

[0055] 下面结合具体实施例进行说明。

[0056] 实施例1

[0057] 一种金属催化剂的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

[0058] 将聚二甲基硅氧烷海绵用溶剂(如乙醇)在超声清洗机里清洗1-10分钟。然后将清洗后的海绵放入70-90℃鼓风烘箱烘干。将烘干的海绵放入等离子体清洗机里等离子处理1-10分钟，在海绵的表面接上羟基等亲水基团。

[0059] 将3-氨丙基三乙氧基硅烷溶于甲苯中(5％,v/v)，搅拌5分钟后，将聚二甲基硅氧烷海绵放入甲苯中，室温搅拌3-5h，完成对海绵的表面改性。

[0060] 在20ml超纯水中加入8-12ml浓度为10mg/ml的氯金酸溶液，待溶液混合均匀后，加入3-5g聚二甲基硅氧烷海绵，室温下磁力搅拌20-40分钟，使得金离子进入海绵中。

[0061] 向上述混合溶液中加入16-24ml浓度为50mg/ml的柠檬酸钠溶液，并且在80℃的油浴中加热30分钟。利用柠檬酸钠的还原性，将+3价的金离子还原成金纳米单质，游离在溶液中。随后被海绵表面的活性基团伯胺上的氮原子通过化学配位作用而负载在海绵表面，负载纳米金的海绵由白色变成紫黑色。

[0062] 实施例2

[0063] 一种金属催化剂的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：

[0064] 将聚二甲基硅氧烷海绵用溶剂(如乙醇)在超声清洗机里清洗1-10分钟。将清洗后的海绵放入70-90℃鼓风烘箱烘干。将烘干的海绵放入等离子体清洗机里等离子处理1-10分钟，在海绵的表面接上羟基等亲水基团。

[0065] 将经过亲水处理的聚二甲基硅氧烷海绵浸泡在含双键的硅烷分子溶液中2-3h，然后用去离子水冲洗干净。其中，所述含双键的硅烷分子溶液为VTMS溶液，所述VTMS溶液的质量分数为1％-5％，所述VTMS溶液为VTMS的乙醇溶液。

[0066] 将硅烷化后的聚二甲基硅氧烷海绵在温度70-90℃的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液(含KPS 60g/L)中浸泡6-9h，聚二甲基硅氧烷海绵表面进行自由基聚合，在海绵的表面长出聚合物刷，然后用去离子水冲洗干净。其中，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液的质量分数为3％-8％，溶液溶剂为体积比为1：2的H2O/DMF。

[0067] 将附着有聚合物刷的聚二甲基硅氧烷海绵浸泡在浓度为0.04mmol/ml的二乙烯三胺溶液中。具体条件为：1,4-二氧六环为反应的溶剂，反应液的温度为70℃，过夜反应。第二天将海绵取出，用乙醇清洗海绵未反应的原料，然后在真空干燥箱中50℃，干燥12h。

[0068] 在20ml超纯水中加入8-12ml浓度为10mg/ml的氯金酸溶液，待溶液混合均匀后，加入3-5g聚二甲基硅氧烷海绵，室温下磁力搅拌20-40分钟，使得金离子进入海绵中。

[0069] 向上述混合溶液中加入16-24ml浓度为50mg/ml的柠檬酸钠溶液，并且在80℃的油浴中加热30分钟。利用柠檬酸钠的还原性，将+3价的金离子还原成金纳米单质，游离在溶液中。随后被海绵表面的活性基团伯胺上的氮原子通过化学配位作用而负载在海绵表面，负载纳米金的海绵由白色变成紫黑色。

[0070] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。