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研究生:張偉銘
研究生(外文):Wei-Ming Chang
論文名稱:以電沉積法製備金奈米陣列電極及其電化學性質的探討
論文名稱(外文):Electrodeposition of gold nanoelectrode ensemble and discussion it's property in electrochemistry
指導教授:黃宣容
指導教授(外文):Hsuan-jung Hsuang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:化學系研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:電沉積法奈米陣列電極
外文關鍵詞:nanoelectrode ensembleelectrodeposition
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摘要
二十一世紀很多的科學和技術的發展都將朝向奈米級尺寸發展,例如電子元件以top down的方式朝向輕薄短小發展,而醫療和化工元件則朝向bottom up的方向發展也就是由小往大開發;而兩者皆是在奈米尺寸上發展,也就是說奈米尺寸為共同的發展目標。
一般來說以薄膜製備奈米陣列電極的薄膜有兩種,一種是陽極化的氧化鋁孔洞薄膜;另一種是聚合性的polycarbonate孔洞薄膜。製備的方式稱為鑄模(Template)也有兩種,一種為電沉積式(electrodeposition);另一種是無電式電鍍(electroless plating)。本實驗將利用polycarbonate的薄膜,以電沉積方式沉積金的奈米陣列電極,然後利用形成的金奈米陣列電極做一些電化學特性的探討。
後來經由實驗比較發現在低的電解質時,金奈米陣列電極的電位差比一般的金電極小,這代表奈米陣列電極的電子轉移速率較快;然而當電解質溶液在高濃度的時候則是奈米陣列電極的電位差比一般的電極大,因此與低電解質的情況相反。然後電解質的高低會明顯正比於一般電極的電子轉移速率和rate constant而奈米陣列電極則不會有明顯的變化。


目 錄
摘要………………………………………………………………………I
謝誌….…………………………...……………………………………...II
目錄………………………………………………………...……….......III
圖目錄………………………………………………...………….……..VI
表目錄………………………………………………….………..….......IX
第一章奈米材料的介紹和發展………………………………………..1
1.1 奈米的發展概論…………………………………………………….1
1.2 奈米材料的製成和應用…………………………………………….5
1.3 奈米材料的性質………………………………………………….…9
1.4 顯微鏡技術對奈米技術的影響…………………………………...14
第二章奈米陣列電極的製備和水溶液中的特性……………………18
2.1 奈米陣列電極的製備方法………………………………………...18
2.2 奈米陣列電極在水溶液中的特性………………………………...23
2.3 研究目的…………………………………………………………...26
第三章實驗裝置………………………………………………………27
3.1 藥品及試劑………………………………………………………...27
3.2 儀器裝置……………………………………………………….…..28
3.3 金沉積溶液的配製…………………………………………….…..34
3.4 實驗流程……………………………………………………...……35
第四章結果與討論……………………………………………………37
4.1 文獻上理論所得電沉積奈米陣列電極時,電流對時間的曲線關係圖………………………………………………………………………..37
4.2 文獻上實際實驗所得電沉積奈米陣列電極時,電流對時間的曲線關係圖……………………………………………………………….….38
4.3 本實驗的金溶液沉積金奈米陣列電極時,電流對時間的關係圖………………………………………………………………………..38
4.4 使用高濃度Co電解質溶液所沉積的奈米陣列電極的圖……….41
4.5 本實驗使用低濃度電沉積沒有震盪與震盪溶液的比較圖.……..42
4.6 本實驗使用低濃度並震盪溶液所沉積的奈米陣列電極的表面圖
……………………………………………………………………...…...44
4.7 本實驗所製備的奈米陣列電極圖……………………………..….44
4.8 以一般的金電極利用循環伏安法掃描Ascorbic Acid的結果
………………………………………………………………………......48
4.9 以電沉積法製備的金奈米陣列電極利用循環伏安法偵測Ascorbic Acid的結果與一般金電極的比較……………………..…....49
4.10 比較一般金電極和金奈米陣列電極利用循環伏安法在低濃度電解質偵測 Potassium ferrocyanide的比較結果…………………….49
4.11 比較一般金電極和金奈米陣列電極利用循環伏安法在高濃度電解質偵測 Potassium ferrocyanide的比較結果…...…………………...51
4.12 利用製備的金奈米陣列電極結合自製的偵測系統配合流動系統偵測Ascorbic Acid…………...…………………………………..…….53
4.13 電解質對金奈米陣列電極偵測的影響………………………….56
4.14 掃描速率對一般電極與奈米陣列電極在高和低電解質對△Εp的影響…………………………………………………………………..59
4.15 利用理論計算求奈米陣列電極及一般電極在高低電解質的反應速率常數………………………………………………………………..62
第五章結論………………………………………………...………….67
第六章參考文獻………………………………………………………69


1.馬遠榮 著,“奈米科技”, 商周出版社2.奈米材料技術發展 http://www.mrl.itri.org.tw/research/fine-metals/nano_material.htm3.尹邦躍 著, “ 奈米時代’’, 五南圖書出版公司4.黃德歡 著, ”改變世界的納米技術”, 瀛舟出版社5.Martin, C. R. Chem. Mater. 1996, 8, 1739-17466.Valizadeh, S.;George, J. M.;Leisner, P.;Hultman, L. Electrochim. Acta 2001, 47, 865-8747.Penner, R. M.;Martin, C. R. Anal. Chem. 1987, 59, 26258.Brunetti, B.;Ugo, P.;Moretto, L. M. J. Electroanal. Chem. 2000, 491, 166-1749.Matos, R. C.;Augelli, M. A.;Lago, C. L.;Angnes, L. Anal. Chim. Acta 2000, 404, 151-157 10.Ugo, P.;Moretto, L. M.;Bellomi, S.;Menon, V. P.;Martin, C. R. Anal. Chem. 1996, 68, 4160-416511.Jeoung, E.;Galow, T. H.;Schotter, J.;Bal, M.;Ursache, A.;Tuominen, M. T.;Stafford, C. M.;Russell, T. P.; Rotello, V. M. Langmuir 2001, 17,6396-639812.Schonenberger, C.;Zande, B. M. I.;Fokkink, L. G. J.;Henny M.;Schmid, C.;Kruger, M.;Bachtold, A.;Huber, R.;Birk, H.;Staufer, U. J. Phys. Chem. B 1997, 101,5497-550513.Zande, B. M. I.;Bohmer, M. R.;Fokkink, L. G. J.;Schonenberger, C. J. Phys. Chem. B 1997, 101,852-85414.Raj, C. R.;Ohsaka, T. J. Electroanal. Chem. 2001, 496, 44-4915.國立台灣大學-尖端材料的基礎科學研究 http://www.distinction.ch.ntu.edu.tw/main.htm16.奈米技術網 http://www.materialsnet.com.tw/nano/17.Nanoparticle Research Group http://www.nd.edu/~pkamat/nano.html18.奈米高分子複合材料新發展與應用 http://www.chemnet.com.tw/quarterly/200109/index4.htm19. Menon, V. P.;Martin, C. R. Anal. Chem. 1995, 67, 1920-192820.工業技術研究院 http://www.itri.org.tw/chi/rnd/focused_rnd/nanotechnology/nanotechnology.jsp 21.Holt, D. B.;Joy, D. C. edited, “SEM MICROCHARACTERIZATION OF SEMICONDUCTORS” , ACADEMIC PRESS22.顯微鏡的功能http://www.bio.ncue.edu.tw/trialteacher/senior/ch1/newpage31.htm 23.Bard, A. J.;Faulkner, L. R. edited, “Electrochemical Method”, Wiley24.He, J. L.;Chiu, M. C. Surf. Coat. Techno. 2000, 127, 43-5125.Scanning Tunneling Microscopy http://vulcan.mse.cwru.edu/classes/emse515/handouts/EMSE-515-07.pdf

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