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研究生:王嘉興
研究生(外文):Jia-Hsing Wang
論文名稱:奈米碳化矽結構之合成
論文名稱(外文):Synthesis of Silicon Carbide Nanostructures
指導教授:裘性天
指導教授(外文):Hsin-Tien Chiu
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:應用化學系
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
中文關鍵詞:奈米碳化矽
外文關鍵詞:nanoSiCsilicon carbide
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本研究將分成三部份,第一部分是將氫化鈉粉末在623 K熱裂解,生成表面積較大的熔融態金屬鈉,使氣態的三氯甲基矽烷與熔融態的金屬鈉在623 K反應,生成聚甲基矽烷,副產物氯化鈉。隨後將溫度提高到1273 K,使聚甲基矽烷脫氫形成碳化矽粉末。同時,移除反應副產物氯化鈉。實驗結果得到尺寸約10 nm之 -SiC粉末。
第二部分同樣利用氫化鈉粉末在623 K熱裂解,生成熔融態金屬鈉,之後將氣態的二氯二甲基矽烷通入與金屬鈉在623 K反應,生成軟性的聚碳矽烷,包覆在立方晶體氯化鈉顆粒表面,形成方形core-shell型態的奈米顆粒。將溫度提升到1273 K,使得聚碳矽烷脫氫形成碳化矽,且氯化鈉晶體在高溫下揮發排出,得到方形奈米籠狀碳化矽粉末。顆粒大小分佈約在60 — 400 nm。
第三部分利用具有排列整齊的多孔性陽極處理氧化鋁當作反應模板,在623 K 時將氫化鈉熱裂解成熔融態的金屬鈉,並流入模板孔道中,形成具有化學反應性的模板。之後用惰性氣體將氣態的二氯二甲基矽烷帶入反應,形成聚碳矽烷的管狀物及副產物氯化鈉。將溫度提升到873 K,使得聚碳矽烷脫氫生成碳化矽管。以去離子水除去副產物氯化鈉,用氫氟酸除去氧化鋁模板,即可得高產率、直徑為200 — 400 nm之碳化矽管陣列。

In this work, there are three parts. First of all, we used trichloromethylsilane as the precursor to react with sodium which decomposed from sodium hydrate. At a low Reaction temperature of 623 K, polymethylsilane and byproduct sodium chloride, would be produced. After calcination at 1273 K, the former would form nanosized (10 nm) -SiC and the latter removed.
Secondly, we used dichlorodimethylsilane as the precursor to react with sodium which decomposed from sodium hydrate. At a low Reaction temperature of 623 K, core-shell (sodium chloride/ polycarbosilane) cubical particles would be produced. Then calcination at 1273 K, would result in the formation of cubical nanocages -SiC (60- 400 nm) from polycarbosilane, and the removing of sodium chloride.
Finally, we used porous anodic alumina oxide as the template. At 623 K, dichlorodimethylsilane reacted with sodium which sodium hydrate was decomposed and flowed into the template, generated polycarbosilane nanotube in the template. Calcining at 873 K, it would form silicon carbide nanotubes (200- 400 nm).

頁次
中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄
表目錄
圖目錄
第一章緒論
第二章實驗
2.1試劑及其來源
2.2分析儀器
2.3實驗裝置與反應方式
2.4化合物之製備
2.4.1利用SiCH3Cl3為前驅物合成奈米碳化矽粉末
2.4.2利用Si(CH3)2Cl2為前驅物合成方形奈米籠狀碳化矽粉末
2.4.3利用多孔性的陽極處理氧化鋁當作模板,Si(CH3)2Cl2為前驅物合成奈米碳化矽管
第三章結果與討論
3.1利用SiCH3Cl3為前驅物合成奈米碳化矽粉末
3.1.1SEM與EDX
3.1.2TEM與HRTEM
3.1.3XRD圖譜
3.1.4X光光電子能譜
3.1.5霍式紅外線光譜
3.1.6Raman圖譜
3.1.7螢光圖譜
3.1.8討論
3.1.9反應過程之研究
3.2利用Si(CH3)2Cl2為前驅物合成方形奈米籠狀碳化矽粉末
3.2.1SEM與EDX
3.2.2TEM與HRTEM
3.2.3霍式紅外線光譜
3.2.4X光光電子能譜
3.2.5固態核磁共振光譜圖
3.2.6低溫反應之研究
3.2.7結果討論
3.2.8反應過程之研究
3.3利用多孔性的陽極處理氧化鋁當作模板,Si(CH3)2Cl2為前驅物合成奈米碳化矽管
3.3.1SEM與EDX
3.3.2TEM
3.3.3霍式紅外線光譜
3.3.4X光光電子能譜
3.3.5TEM Mapping
3.3.6結果討論
3.3.7反應路徑之研究
第四章結論

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