臺灣博碩士論文加值系統

中文摘要
我們首先將電化學方法製備出高產率懸浮在水溶液的金奈米圓柱粒子，利用sol-gel方法在金奈米圓柱粒子的表面修飾含有硫醇(3-mercaptopropyltrimethoxy silane,MPTMS)的矽層(silica layer)，藉由不同反應條件對矽層的厚度能有效控制，其吸收光譜可看出，當金奈米圓柱粒子表面環境介電常數的改變，對表面電漿共振特性吸收波帶有紅位移的現象，並可利用理論光譜設定不同介電常數，得知紅位移的量，與實驗上紅位移的量做比較去逼近可得知鍍層的介電常數約為2.2。含有硫醇的矽層為一良好透光性及多孔性材質，利用多孔性及金屬錯合物和silica layer之間的靜電作用力，將金屬錯合物(Pd、Pt、Au)利用化學還原(chemical reduction)的方式，在矽層內還原並且包埋金屬奈米粒子。包埋在殼層(shell)的金屬奈米圓球的大小可利用改變還原劑的濃度或核(seed)成長的方式，粒子大小可加以控制。EDX也證實殼層奈米粒子的成分，晶體結構分析出殼層奈米粒子和金屬巨觀結構均是面心立方堆積(Facce-centered cubic)。
我們研究Au nanorods@silica-S-Pd奈米複合材料的催化性質，進行兩項催化反應 (1)acetylene trimerization (2)Sonogashira reaction，所製備出的複合材料可均勻溶解在乙醇、氯仿、二乙基胺溶劑下進行上述反應。吸收光譜、NMR、GC-MS也證實複合奈米粒子粒子具有催化活性。奈米觸媒也能和產物利用簡單的離心方法有效的分離，TEM顯示在完成催化反應後觸媒的結構並沒有太大的改變，但觸媒粒子的聚集現象發生。

Abstrate
To targeting an interesting issue related to the catalytical properties, we have fabricated a new type of nanocomposite materials combining 1D and 0D nanoparticles: Au nanorod@ thiolated silica-M, where M = Pt, Pd, and Au. Au nanorods are synthesized by electrochemical methods with an aid of co-surfactants. An thiolated silica shell layer is coated on each Au nanorod and it serves as a substrate for immobilizing foreign 0D nanoparticles. The sol-gel process is employed to prepare the nanometer thick “glue” layer with the precursors of 3-mercaptopropyl- trimethoxy silane (MPTMS). The thickness of the shell can be controlled easily. The embedded 0D nanoparticles are synthesized by first adsorbing Mn+ ions into the thiolated silica layer within the solution phase and then followed by reduction and growth to form immobilized nanoparticles. The particle dimensions, compositions, and crystallinity of the fabricated nanomaterials have been well characterized.

總目錄
總目錄 I
圖目錄 iv
中文摘要 ix
英文摘要 x
第一章 序論 1
1.1 奈米科學 1
1.2 奈米材料的研究 1
1.3 奈米材料的製備 2
1.4.核層型奈米複合材料 3
1.5 金奈米圓柱之理論光譜 4
1.6 金奈米圓柱之製備 5
1.7 金奈米圓柱之合成結果與鑑定 6
1.8 研究內容、動機及目標 7
第二章 製備核層奈米結構複合材料─Au nanorod@silica-Metal
2.1 前言 12
2.2 實驗內容 13
2.2.1 反應物及藥品 13
2.2.2 樣品鑑定及檢測 14
2.3 Au nanorod@silica實驗內容 14
2.3.1 Sol-gel方法製備Au nanorod@silica的實驗步驟 15
2.4 Au nanorod@silica實驗結果與討論 16
2.4.1濃縮處理及製備TEM樣品的方法 16
2.4.2 pH值的選擇 16
2.5 Au nanorod@silica結果與鑑定 16
2.6 Au nanorod@silica結構進一步控制 17
2.6.1 結構控制的動機及方法 17
2.6.2 進一步探討表面電漿共振的效應 17
2.7 Au nanorod@silica-Metal的實驗步驟 18
2.8 製備Au nanorod@silica-M鑑定及結果 18
2.8.1 金屬錯合物和Au nanorod@silica反應濃度比例 18
2.8.2 Au nanorod@silica轉移到乙醇溶劑對還原殼層奈米
粒子影響 19
2.8.3 Au nanorod@silica-M複合型奈米粒子吸收光譜 19
2.8.4 Au nanorod@silica-Metal複合型奈米粒子 TEM圖 20
2.8.5 殼層奈米粒子的元素分析 21
2.8.6 殼層奈米粒子晶體結構分析 21
2.8.7殼層奈米粒子大小控制 21
第三章 金屬奈米觸媒催上的研究 45
3.1 前言 45
3.2 Au nanorod@silica-Pd催化反應的研究 46
3.3 分別對Acetylene trimerization及Sonogashira reaction
進行下列幾點研究 47
3.4 實驗裝置、檢測儀器及藥品 47
3.5 實驗一、Acetylene trimerization 48
3.5.1實驗流程 48
3.5.2 結果與討論 48
3.6實驗二、Sonogashira reaction 50
3.6.1 Sonogashira reaction實驗流程 50
3.7 鑑定與結果討論 50
3.7.1以Au nanorod@silica-Pd進行Sonogashira reaction
的吸收光譜討論 50
3.7.2以Au nanorod@silica-Pd進行Sonogashira reaction
的H-NMR光譜討論 51
3.7.3以Au nanorod@silica-Pd進行Sonogashira reaction
的GC-Mass分析 52
3.8進一步鑑定及結果討論 52
3.8.1 以Au nanorod@silica為觸媒進行反應 52
3.8.2 以Pd奈米顆粒/CuI進行Sonogashira reaction 53
3.8.3 反應物只加phenylacetylene 53
3.8.4 輔助催化劑CuI的影響 53
第四章 結論與未來發展方向 77
附錄一 78

參考文獻
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