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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴榮一
研究生(外文):Jung-Yi Lai
論文名稱:金屬/導電高分子奈米粒子混成膠體系統之研究
論文名稱(外文):Study on hybrid-colloid system based on metal/conducting polymer nanoparticles
指導教授:王怡仁王怡仁引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:工業化學與災害防治研究所
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:97
中文關鍵詞:導電高分子聚苯胺奈米金奈米粒子靜電作用力乳化聚合
外文關鍵詞:Conducting polymer、Polyaniline、nano-gold、nano
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本研究主要以金奈米子利用靜電作用力直接組裝在聚苯胺奈米粒子的表面以形成金粒子為殼、聚苯胺奈米粒子為核或相混而成的不規則片狀結構。聚苯胺奈米粒子使用陽離子型界面活性劑以乳化聚合的方法合成。奈米金粒子以化學還原法製備。我們證實帶負電荷的奈米金粒子(AuCl4-)可以藉著靜電引力吸附在帶正電荷的聚苯胺奈米粒子(PANi/CTAB+)。而zeta電位分析顯示奈米金粒子平均表面電位為-55.38mV、聚苯胺奈米粒子為+52.46mV,絕對平均值皆大於30mV,由此可知我們製備出的奈米粒子是相當穩定的。
我們使用紫外光譜儀探討奈米金粒子與聚苯胺奈米粒子之吸附動力學變化,研究其吸附情形發現奈米金的特性吸收峰隨著時間的增加呈現線性下降。以FE-SEM、TEM來觀察所合成的奈米金粒子與聚苯胺奈米粒子型態與個別的平均粒徑為12nm、15nm。所合成出3wt%聚苯胺粒子其導電度可達7.6×10-3S/cm。
In this study,the assembly of aqueous colloidal gold nanoparticles on the surface of polyaniline-based nanoparticles through the electrostatic interaction is leading to the colloid gold nanoparticles “shells” – polymer nanospheres “cores” or fractal-like superstructures. Polyaniline nanospheres (PANi) prepared in a conventional micellar solution with Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as the emulsifier. The negative charge colloidal gold nanparticles (AuCl4-) can be routinely prepared by borohydride reduction of gold salt. We demonstrate that the negative charge colloidal gold nanparticles (AuCl4-) is attracted onto the surface of the polymer (PANi-CTAB+) nanosparticles by electrostatic interaction. Zeta potential of gold nanoparticles and polyaniline nanospheres were respective –55.38mV、+52.46mV。 The absolute values of zeta potentials were larger than 30mV,the result show that gold and polyaniline nanoparticles were very stable.
The dynamics about the adsorption of gold nanoparticles on surface of polyaniline nanospheres had been examined by UV-Vis absorption spectroscopy. From UV-Vis absorption spectra,it was found that the gold nanoparticles’ absorption intensity decreased linearly with increasing time. The morphology analyses of TEM、FE-SEM images revealed that gold and polyaniline nanoparticles average particle sizes were 12nm、15nm。 The 3wt% polyaniline nanospheres had conductivity of 7.6×10-3 S/cm.
目錄


中文摘要 --------------------------------------------- i
英文摘要 --------------------------------------------- ii
目錄 --------------------------------------------- v
表目錄 --------------------------------------------- vi
圖目錄 --------------------------------------------- vii
第一章 序論 ---------------------------------------- 1
1.1 前言 ---------------------------------------- 1
1.2 奈米粒子的簡介 ----------------------------- 2
1.3 奈米粒子的特性 ----------------------------- 2
1.3.1 表面效應 ----------------------------------- 2
1.3.2 體積效應 ----------------------------------- 4
1.3.3 交互作用 ----------------------------------- 4
1.4 微奈米粒子的分散與聚集 --------------------- 7
1.4.1 微奈米粒子的再聚集特性 --------------------- 7
1.4.2 微奈米粉體的安定 --------------------------- 8
1.5 奈米粒子的近期發展與應用 ------------------- 9
1.5.1 修飾或產生新的粒子的塊材特性 --------------- 9
1.5.2 調整表面特性 ------------------------------- 11
1.5.3 製作中空囊球 ------------------------------- 12
第二章 原理 --------------------------------------- 13
2.1 聚苯胺簡介 --------------------------------- 13
2.1.1 聚苯胺的反應機制 --------------------------- 14
2.2 乳化聚合 ---------------------------------- 18
2.2.1 原理 -------------------------------------- 18
2.2.2 乳化聚合的過程 ---------------------------- 19
2.2.3 乳化聚合反應之粒子核心形成機構 ------------ 22
2.2.4 界面活性劑 -------------------------------- 24
2.2.5 聚苯胺的乳化聚合 -------------------------- 26
2.3 金屬奈米粒子 ------------------------------ 28
2.3.1 金屬奈米材料的製備 ------------------------ 28
2.4 研究動機與目的 ---------------------------- 35
第三章 實驗部份 ---------------------------------- 39
3.1 實驗藥品 ---------------------------------- 39
3.2 儀器設備 ---------------------------------- 41
3.3 實驗步驟 ---------------------------------- 43
第四章 結果與討論 -------------------------------- 46
4.1 聚苯胺膠體粒子部份 ------------------------ 46
4.1.1 乳化聚合的機構與結構 ---------------------- 46
4.1.2 聚苯胺乳膠粒子合成條件與結果之分析 -------- 49
4.2 奈米金粒子部份 ---------------------------- 62
4.3 陽離子型聚苯胺以靜電力吸附奈米金粒子 ------ 69
4.3.1 吸附機制之光譜研究 ------------------------ 69
4.3.2 奈米金與聚苯胺粒子混成之型態分析 ---------- 70
第五章 結論 -------------------------------------- 76
第六章 參考文獻 ---------------------------------- 77
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