跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(34.204.176.71) 您好!臺灣時間:2024/11/07 23:06
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:謝志軒
論文名稱:Ni/PMMA奈米複合材料之製備
指導教授:陳東煌陳東煌引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
中文關鍵詞:奈米複合材料
外文關鍵詞:nanocompositeNickel
相關次數:
  • 被引用被引用:3
  • 點閱點閱:366
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文在CTAB/H2O微胞系統中,以氯化鎳為前驅鹽,聯胺為還原劑,合成純鎳金屬奈米粒子,以TEM、XRD、SQUID分析粒子之組成、結構、與磁性,並探討共界面活性劑TC12AB或有機溶劑環己烷存在下對產品特性的影響。此外,以直接分散法製備Ni/PMMA奈米複合薄膜,並探討其相關性質。
在CTAB/H2O所得粒子,經TEM和XRD分析確定為直徑12nm之純鎳金屬奈米粒子,其飽和磁化量為27emu/g,保磁力為32.4Oe,殘留磁化量為2.5 emu/g,在CTAB,TC12AB /H2O系統中所得粒子,經分析亦確定為具有面心立方體結構之純鎳金屬奈米粒子,其粒徑隨著氯化鎳濃度的提高變大,但隨著聯胺濃度的提高而變小。而在CTAB/ TC12AB組成的影響方面,鎳粒子的平均粒徑隨著TC12AB量的提高而變大,但變化的趨勢不明顯。當粒徑為18nm時,其飽和磁化量為32emu/g,保磁力為40.3Oe,殘留磁化量為3.9 emu/g。當添加微量的環己烷於CTAB/H2O系統,發現有類似方形和長條形的形狀出現,經XRD分析得知,產品除鎳金屬外,尚包含氫氧化鎳的特性峰,顯示有其它反應機制存在。
關於Ni/PMMA奈米複合薄膜之製備,以超音波分散及溶液塗佈技術可將鎳金屬奈米分子均勻的分散在PMMA薄膜中,並製成薄膜。鎳在PMMA中可均勻分散的最大量約為8%。熱分析結果顯示,鎳含量的增加有助於薄膜Tg的提升,但對導電性的增加則無明顯效果,顯示鎳在PMMA薄膜中係以獨立分散之型態存在,並未發生鏈聚之現象。
In this thesis, nickel nanoparticles have been prepared in the CTAB/H2O micellar solution using nickel chloride and hydrazine as the precursor and reducing agent, respectively. The composition, structure and magnetic properties were characterized by means of TEM, XRD and SQUID. The effects of cosurfactant TC12AB and organic solvent cyclohexane on the properties of products were investigated. In addition, Ni nanoparticles were further used in the preparation of Ni/PMMA nanocomposite films via the direct dispersion. The properties of the films have also been investigated.
The particles obtained in the CTAB/H2O system had a mean diameter of 12nm. By the analyses of TEM and XRD, the resultant particles were found to be the pure Ni nanoparticles with a fcc structure. The magnetic measurement showed the resultant Ni nanoparticles had a saturation magnetization of 27emu/g, a coercivity of 32.4Oe, and a remanent of 2.5 emu/g. In the CTAB, TC12AB /H2O system, pure Ni nanoparticles also could be obtained. Their mean diameters increased with increasing the nickel chloride concentration or decreasing the hydrazine concentration. With the increase in the ratio of TC12AB to CTAB, the size of Ni nanoparticles increased only slightly. The Ni nanoparticles obtained in the CTAB, TC12AB /H2O system had a saturation magnetization of 32emu/g, a coercivity of 40.3Oe, and a remanent of 3.9 emu/g. In addition, the addition of a small amount of cyclohexane to the CTAB/H2O system resulted in the formation of the products with different shapes such as rod and square. From the analysis of XRD, nickel hydroxide was also formed except pure Ni, implying the presence of other reaction mechanism.
The Ni/PMMA nanocomposite film was prepared by sonication and solution-casting technique. It has been shown that Ni nanoparticles could be dispersed homogeneously in the PMMA films with a maximum amount of about 8%. It was found that the addition of Ni nanoparticles resulted in the increase in the Tg of nanocomposite film but had no significant influence on the conductivity of nanocomposite film, revealing the Ni nanoparticles were dispersed discretely in the PMMA films.
總 目 錄
頁次
中文摘要………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………..Ⅱ
誌謝……………………………………………………………………..III
總目錄………………………………………………………………… .IV
表目錄…………………………………………………………………..VI
圖目錄………………………………………………………………….VII
符號說明………………………………………………………………..IX
第一章緒 論…………………………………………………………..1
1.1前 言…………………………………………………………1
1.2奈米粒子之簡介…………………………………………… .2
1.3界面活性劑應用在奈米粒子之簡介………………………11
1.4奈米高分子複合材料之簡介………………………………20
1.5研究動機與內容……………………………………………25
第二章理論部分……………………………………………………..26
2.1磁性理論……………………………………………………26
2.2N2H5OH還原NiCl2之反應機構…………………………...33
第三章實驗部分……………………………………………………. 34
3.1 藥品、儀器與材料………………………………………….34
3.2 實驗方法…………………………………………………….36
3.3 特性分析…………………………………………………….37
第四章結果與討論………………………………………………… .38
4.1 CTAB/H2O系統中製備鎳奈米粒之研究….………………....38
4.2 CTAB,TC12AB/H2O系統中製備鎳奈米粒子之研究………44
4.3 Cyclohexane添加效應之研究…………………………… 62
4.4 Ni/PMMA複合薄膜之製備與特性分析………………….65
第五章 結 論………………………………………………………..71
參考文獻………………………………………………………………73
表 目 錄
表1.1 材料尺度的分類……………………………………………….2
表1.2 銅微粒子粒徑與表面能量之尺度性關係…………………….3
表1.3 奈米粉體之熔點變化………………………………………….4
表1.4 奈米材料的物性與其可能的用途……………………………..8
表1.5 超微粒子的應用………………………………………………..8
表1.6 奈米粒子的製備方法…………………………………………..9
表1.7 奈米高分子複合材料之製造法……………………………….23
表1.8 奈米高分子複合材料之特徵性質…………………………….23
表4.1 不同Ni/PMMA重量百分比下薄膜的導電度……………….65
圖 目 錄
圖1.1 巨觀的材料與奈米粒子能階密度圖……………………………3
圖1.2 不同粒徑之CdS的吸收光譜圖…………………………………6
圖1.3 物理法及化學法製備奈米粒子示意圖………………………...10
圖1.4 界面活性劑分子在水溶中安定化之方向……………………...13
圖1.5 不同條件下之微胞形狀變化…………………………………...13
圖1.6 表面張力-度曲線與界面活性劑之溶解狀態………………….14
圖1.7 水-界面活性劑-油三相系統的相圖……………………………16
圖1.8 微胞和微乳化之示意圖………………………………………...17
圖1.9 微乳化系統中製備奈米粒子的方法…………………………...18
圖1.10 一般零次元粒子形狀之分類………………………………….24
圖2.1 不同磁性體之磁性方向圖……………………………………...29
圖2.2 電子軌道磁矩與自旋磁矩……………………………………...29
圖2.3 磁性體粒子的磁區構造………………………………………...30
圖2.4 粒子的大小和飽磁力的關係…………………………………...30
圖2.5 強磁性體之自發磁化的溫度變化……………………………...31
圖2.6 磁滯曲線………………………………………………………...32
圖4.1 CTAB/H2O鎳奈米粒子TEM圖與粒徑分佈圖………………. 39
圖4.2 CTAB/H2O鎳奈米粒子之XRD分析圖………………………..41
圖4.3 CTAB/H2O鎳奈米粒子之磁滯曲線……………………………42
圖4.4 CTAB/H2O鎳奈米粒子之飽和磁化量與溫度的關係圖…….…43
圖4.5 CTAB,TC12AB /H2O系統下,不同NiCl2濃度所得鎳奈米粒子
之TEM圖與粒徑分佈圖……………………………………….46
圖4.6 CTAB,TC12AB /H2O下,NiCl2濃度對鎳奈米粒子粒徑影響…49
圖4.7 CTAB,TC12AB /H2O系統下,不同N2H5OH濃度所得鎳奈米
粒子之TEM與粒徑分佈圖……………………………………50
圖4.8 CTAB,TC12AB /H2O下,N2H5OH濃度對鎳奈米粒子粒徑影響
……………………………………………………………………53
圖4.9 不同CTAB/ TC12AB組成下,所得之鎳奈米粒子TEM圖與粒
徑分佈圖………………………………………………………..54
圖4.10 不同CTAB/ TC12AB組成下,所得鎳二次粒子的TEM圖…..56
圖4.11 TC12AB量多時所得特殊形狀鎳奈米粒子的TEM圖……….57
圖4.12 CTAB,TC12AB /H2O鎳奈米粒子之XRD分析圖…………….58
圖4.13 CTAB,TC12AB /H2O鎳奈米粒子之磁滯曲線………………..60
圖4.14 CTAB,TC12AB /H2O奈米粒子之飽和磁化量與溫度的關係61
圖4.15 CTAB/H2O/cyclohexane鎳奈米粒子TEM圖………………...63
圖4.16 CTAB/H2O/cyclohexane鎳奈米粒子之XRD分析圖…………64
圖4.17 EG系統下鎳奈米粒子TEM圖……………………………….67
圖4.18 不同重量百分比下Ni/PMMA複合薄膜之照片…………….68
圖4.19不同重量百分比下Ni/PMMA複合薄膜之DSC圖…………69
圖4.20不同重量百分比下Ni/PMMA複合薄膜之AFM圖…………70
1.Fendler, J. H., Chem. Rev., 87, 877 (1987)
2.Gleiter, H., Progr. Mater. Sci., 33, 223 (1989)
3.Henglein, A., Chem. Rev., 89, 1861 (1989)
4.林景正,賴宏仁,奈米材料技術與發展趨勢,工業材料,9 (1999)
5.蘇品書編撰,超微粒子材料技術,復漢出版社(1989)
6.莊萬發編撰,超微粒子理論應用,復漢出版社(1995)
7.G. Schmid, Chem. Rev. 92, 1709, 1992
8.Boutonet, J.Colloid Interf. Sci., 148(1), 80 (1992)
9.Jinman, H., Polymer Bulletin, 36, 337 (1996)
10.Alivisator, A. P., Science, 271, 933, (1996)
11.廖建勛,奈米材料的發展動態,化工資訊,2 (1998)
12.Boutonet, M., Kizling, J., and Stenius, P., Colloids Surf., 5, 209 (1982)
13.Toshima, N.and Yonezawa, T., New J. Chem., 1179 (1998)
14.Ayyapppan, S., Gopalan, R. S., Subbanna, G. N., and Rao, G. N. R., J. Mater. Res., 12(2), 398 (1997)
15.龐文琴,超微細材料的的製備,超微細材料與觸媒研討會論文集,p.19,中壢(1996)
16.王鳳英譯,界面活性劑的原理與應用,高立出版社(1996)
17.Pileni, M. P., Structure and Reactivity in Reverse Micelles, Elsevier Science, New York (1989)
18.Moulik, S.P. and Paul, B. K. Adv. Colloid Interf. Sci., 78, 99 (1998)
19.Messing, G. L., Hirano, and Hausner, H., Ceramic Powder Science III, 1990
20.Takayuki, H., Hiroshi, S., and Isac, K., Ind. Eng. Chem. Res., 33, 3262 (1994)
21.廖建勛,奈米高分子複合材料,工業材料,5 (1997)
22.廖建勛,極微複合材料之技術與應用,化工資訊,8 (1996)
23.Nakao, Y. J. Colloid Interface Sci. 171 ,386, (1995)
24.Yanagihara, N; Uchida, K; Wakabayashi, M; Hara, T. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 501, 227, (1998)
25.S. Bistac, J. Schultz; Progress in Organic Coating 31, 347, (1997)
26 O. Kalinina and E. Kumacheva; Chem. Mater. 13, 35, (2001)
27.Naoya Hosoda and Takashi Kato; Chem. Mater. 13, 688, (2001)
28Teyeb Ould Ely, Catherine Amiens, and Bruno Chaudret; Chem. Mater. 11, 526, (1999)
29.鄭震東編譯,實用磁性材料,金華科技圖書,(1999)
30.Cullity, B. D., in “Introduction to Magnetic Material”, Addison-Wesley, London (1972)
31.張煦,李學養譯,磁性物理學,聯經出版社(1981)
32.Glenn, O. M., and Juan, B. H., “Electroless Plating : Fundamentals And Applications”, 17 (1990)
33.趙承琛編著,界面科學基礎,復文書局(1999)
34.Tornblom, M; Henriksson, U.,J, Phys. Chem. B, 101, 6028,(1997)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top