碳纳米管（CNTs）负载金（Au）复合材料兼具碳纳米管的高比表面积、导电性和金纳米颗粒的催化活性、生物相容性等优点，在催化、传感器、能源存储等领域应用广泛。其合成方法可分为物理方法和化学方法两大类，以下是具体介绍：
通过化学反应使金纳米颗粒均匀负载在碳纳米管表面，可控性强，负载效率高。
原理：先将碳纳米管与金的前驱体（如氯金酸，HAuCl₄）溶液浸渍，使前驱体吸附在 CNTs 表面，再通过还原剂将其还原为金纳米颗粒。
步骤：
预处理：碳纳米管经硝酸、硫酸等酸化，引入羟基（-OH）、羧基（-COOH）等活性基团，增强对金前驱体的吸附能力；
浸渍：将预处理后的 CNTs 分散于 HAuCl₄溶液中，搅拌吸附（通常 1-24 小时）；
还原：加入还原剂（如 NaBH₄、柠檬酸三钠、抗坏血酸等），在室温或加热条件下还原 Au³⁺为 Au⁰；
后处理：离心、洗涤（去除未反应的前驱体和杂质）、干燥（真空或冷冻干燥）。
示例：
原理：无需额外还原剂，利用碳纳米管自身的还原性（或表面官能团的还原性）将吸附的金前驱体直接还原。
关键：碳纳米管需经强氧化剂（如浓硝酸、高锰酸钾）预处理，表面生成的羧基、羟基等可作为还原剂（或配位位点），在加热条件下将 Au³⁺还原为 Au⁰。
示例：
原理：先制备金溶胶（稳定的金纳米颗粒胶体），再将碳纳米管分散于溶胶中，通过静电作用或化学键合使金颗粒负载到 CNTs 表面。
步骤：
特点：金颗粒尺寸可控（1-20 nm），分散性好，但需额外制备金溶胶，流程较复杂。
原理：以碳纳米管为工作电极，在含 Au³⁺的电解液中，通过外加电压使 Au³⁺在 CNTs 表面还原沉积。
步骤：
将 CNTs 涂覆在导电基底（如玻璃碳电极）上，作为工作电极；
电解液：0.01 mol/L HAuCl₄ + 0.1 mol/L H₂SO₄；
沉积条件：恒电位（-0.2 ~ -0.5 V vs 饱和甘汞电极），沉积时间 10-600 秒。
特点：可通过电压和时间精确控制金颗粒的负载量和尺寸，适用于制备电极材料，但设备成本较高，难以大规模生产。
通过物理作用（如吸附、蒸发）使金颗粒负载于碳纳米管，操作简单但负载稳定性较差。
原理：利用碳纳米管与金颗粒之间的范德华力或疏水相互作用，将金纳米颗粒直接吸附到 CNTs 表面。
步骤：将预处理的 CNTs 与金纳米颗粒胶体溶液混合，搅拌后离心分离。
特点：无需化学试剂，但金颗粒易脱落，负载强度低，仅适用于低要求场景。
原理：在真空条件下，通过高能离子轰击金靶，使金原子蒸发并沉积到碳纳米管薄膜表面。
特点：金层均匀，但多为连续薄膜而非纳米颗粒，且设备昂贵，适用于特殊涂层制备。
碳纳米管预处理：酸化可引入活性基团，提高对金前驱体的吸附能力，减少团聚（但过度处理会破坏 CNTs 结构）；
金前驱体浓度：浓度过高易导致金颗粒团聚，过低则负载量不足；
还原剂种类：
pH 值：碱性条件利于 Au³⁺与 CNTs 表面的羟基结合，酸性条件易导致脱附。
催化领域：用于 CO 氧化、硝基化合物还原等反应（金纳米颗粒为活性中心，CNTs 提供高比表面积载体）；
传感器：基于金的表面等离子体共振（SPR）效应，制备检测重金属离子、生物分子的传感器；
能源领域：作为燃料电池催化剂载体，提高电催化效率和稳定性。
杭州新乔生物科技有限公司可以定制多种碳纳米管负载金属复合物以及接支聚合物，欢迎咨询。
| CNT-OH |
| CNT-COOH |
| CNT-NH2 |
| CNT-SH |
| CNT-g-PAA |
| CNT-g-P4VP |
| CNT-g-PS |
| CNT-钯 |
| CNT-Au |
| CNT-TiO2 |
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更新时间：2025-07-09
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