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研究生:邱顯安
研究生(外文):Hsien-An Chiu
論文名稱:異向性金屬奈米微粒之合成與性質研究
論文名稱(外文):Studies on the synthesis and properties of Anisotropic shapes metal nanoparticles
指導教授:廖建勛
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:化學工程與材料科學學系
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:金奈米桿晶核成長法銀奈米桿銀奈米三角平板
外文關鍵詞:gold nanorodseed-mediated growth methodsilver nanorodsilver triangular nanoplate
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本研究主要利用晶核成長法(Seed-mediated growth method) ,製備具有從可見光至近紅外光不同吸收波長的金奈米桿,並藉由改變硝酸銀添加量、晶核液添加量、溫度及加熱時間調控其縱向電漿子共振吸收能帶。紫外-可見光吸收光譜儀(UV/Vis)數據顯示,最大吸收波長範圍從570nm至大於800nm,穿透式電子顯微鏡(TEM)觀測其幾何尺寸為桿狀的金奈米微粒。藉由加熱製備熱形變金奈米桿過程中,金奈米桿長度維持在47nm左右,金奈米桿直徑則隨著反應溫度升高而增大,由9nm增大至31nm,使得金奈米桿縱橫比從4.85減小至1.55。金奈米桿縱橫比的減少,造成縱向電漿子共振吸收能帶則從近紅外光區(25℃)藍移至可見光區(90℃),金奈米桿直徑增大,造成橫向電漿子共振吸收能帶由507nm(25℃)紅移至532nm(90℃)。本篇還利用晶核成長法及光化學反應製備銀奈米桿及銀奈米三角平板,並與上述之金奈米桿綜合,探討其光學性質。
In this study, the gold nanorod is prepared by seed-mediated growth method. The longitudinal surface plasmon resonance (SPR) absorption of gold nanorod from visible to near-IR range is tuned by the amount of silver nitrate, seed solution, reaction time and temperature during synthesis. The maximum of absorption wavelength ?釽ax ranges from 570 nm to larger than 800 nm from the results of UV-vis spectra. The TEM images show that the morphology of formed gold nanoparticles are nanorod. During the thermal-shaped process of gold nanorod, the length of nanorod remains as about 47 nm. However, the diameter of nanorod increases from 9 nm to 31 nm as increasing temperature that results in a decrease of aspect ratio of nanorod from 4.85 to 1.55. The decrease of aspect ratio of nanorod causes the blue shift of SPR absorption from near-IR to the visible range. On the other hand, the transverse SPR absorption reveals a slight red-shift from 507 nm to 532 nm due to the increase of diameter of gold nanorod. The preliminary results of optical results of silver nanorod and silver triangular nanoplate prepared by seed-mediated growth and photochemical method, respectively, are compared with the gold nanorod mentioned above.
中文摘要--------------------------------------------------------------------------Ⅰ
英文摘要--------------------------------------------------------------------------Ⅱ
目錄--------------------------------------------------------------------------------Ⅲ
圖目錄-----------------------------------------------------------------------------Ⅵ
表目錄-----------------------------------------------------------------------------Ⅸ

第一章 緒論---------------------------------------------------------------------1
1-1 前言--------------------------------------------------------------------------1
1-2 研究動機與目的-----------------------------------------------------------3

第二章 文獻回顧---------------------------------------------------------------4
2-1 奈米材料之定義-----------------------------------------------------------4
2-2 奈米特性--------------------------------------------------------------------4
2-2-1小尺寸效應---------------------------------------------------------4
2-2-2表面效應------------------------------------------------------------5
2-2-3量子尺寸效應------------------------------------------------------5
2-3 異向性金屬奈米微粒-----------------------------------------------------6
2-4 表面電漿共振效應--------------------------------------------------------6
2-5 奈米粒子生長法-----------------------------------------------------------8
2-5-1 晶核成長法製備金奈米桿-------------------------------------8
2-5-2 Polyol Process製備銀奈米線--------------------------------11
2-5-3 光化學法製備金奈米線--------------------------------------12
2-5-4 Polyol Process製備金奈米空箱-----------------------------13
2-5-5 光化學法製備三角平板奈米銀-----------------------------14
2-5-6 微波合成法製備金奈米桿及奈米三角平板--------------15
2-6 成長機制分析-------------------------------------------------------------17
2-6-1 微胞與逆微胞結構長-----------------------------------------17
2-6-2 金奈米桿結構成長機制--------------------------------------18
2-6-3 Polyol synthesis銀奈米線成長機制------------------------22
2-7 奈米自組裝結構----------------------------------------------------------23
2-7-1 一維奈米自組裝結構-----------------------------------------23
2-7-2 二維奈米自組裝結構-----------------------------------------24
2-8 金奈米微粒之應用-------------------------------------------------------26

第三章 研究架構與研究方法-----------------------------------------------28
3-1 研究架構-------------------------------------------------------------------28
3-2 研究方法-------------------------------------------------------------------29

第四章 實驗內容--------------------------------------------------------------30
4-1 實驗藥品-------------------------------------------------------------------30
4-2 實驗步驟-------------------------------------------------------------------32
4-2-1 晶核成長法製備金奈米桿-----------------------------------32
4-2-2 加熱法製備形變之金奈米桿--------------------------------33
4-2-3 晶核成長法製備銀奈米桿-----------------------------------34
4-2-4 光化學法製備銀奈米三角平板-----------------------------34
4-3 實驗儀器原理-------------------------------------------------------------36

第五章 結果與討論-----------------------------------------------------------40
5-1 金奈米桿之UV/Vis、TEM分析--------------------------------------40
5-1-1 紫外光-可見光吸收光譜圖分析(室溫製備)--------------40
5-1-2 TEM電鏡圖分析---------------------------------------------42
5-2 金奈米桿之UV/Vis、TEM分析(26℃製備)------------------------42
5-2-1 紫外光-可見光吸收光譜圖分析----------------------------42
5-2-2 TEM電鏡圖分析----------------------------------------------43
5-3 形變之金奈米桿UV/Vis、TEM、PL分析-------------------------44
5-3-1 溫度-加熱時間之紫外光-可見光吸收光譜圖------------44
5-3-2 TEM電鏡圖分析----------------------------------------------46
5-3-3 金奈米桿熱形變機制分析-----------------------------------47
5-3-4 溫度-加熱時間螢光光譜-------------------------------------53
5-4 銀奈米桿之UV/Vis分析-----------------------------------------------55
5-4-1 紫外光-可見光吸收光譜圖分-------------------------------55
5-5 銀奈米三角平板之UV/Vis分析--------------------------------------57
5-5-1 紫外光-可見光吸收光譜圖分析----------------------------57

第六章 結論--------------------------------------------------------------------58
參考文獻--------------------------------------------------------------------------60
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