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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張家豪
研究生(外文):Chia-HaoChang
論文名稱:奈米粒子在氧化石墨烯上之綴飾與應用
論文名稱(外文):Decoration and application of nanoparticles on graphene oxide
指導教授:陳東煌陳東煌引用關係
指導教授(外文):Dong-Hwang Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程學系碩博士班
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:還原氧化石墨烯鉑奈米粒子金奈米粒子硼氫化鈉水解產氫對硝基苯酚
外文關鍵詞:reduced graphene oxideplatinum nanoparticlegold nanoparticlesodium borohydridehydrolysis4-nitrophenol
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本研究係有關還原氧化石墨烯/鉑奈米粒子複合物與還原氧化石墨烯/金奈米粒子複合物之合成及其觸媒特性之研究。複合物的合成,是先利用漢默法製備出氧化石墨烯,再經由微波輔助合成法在氧化石墨烯上分別修飾鉑奈米粒子及金奈米粒子。
關於還原氧化石墨烯/鉑奈米粒子複合物用於催化硼氫化鈉水解產氫的研究,結果顯示產氫速率隨著溫度升高而增快,總產氫量也隨觸媒量增加而增加,但比活性則隨著觸媒量增加而下降。又隨著硼氫化鈉濃度的增加,產氫速率先增後減,最適濃度為1 wt%。
關於氧化石墨烯/金奈米粒子複合物催化對硝基苯酚還原之研究,結果顯示反應遵循擬一階動力學模式,且反應速率隨著溫度及硝基苯酚初濃度的增加而增加,但反應速率常數隨著硝基苯酚初濃度的增加而減小,推測係因反應為擴散控制所致。

This study concerns the synthesis and catalytic properties of graphene oxide/platinum and graphene/gold nanocomposites. For the synthesis of composites, graphene oxide was prepared by Hummer’s method at first and then platinum or gold nanoparticles were decorated onto its surface via the microwave-assisted synthesis method.
For the hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride catalyzed by graphene oxide/platinum nanocomposite, it was found that the hydrogen generation rate increased with increasing the temperature. As the catalyst amount increased, the amount of hydrogen generated increased but the specific activity decreased. In addition, with increasing the concentration of sodium borohydride, the hydrogen generation rate increased at first and then decreased. The optimal sodium borohydride concentration was 1 wt%.
For the catalytic reduction of 4-nitrophenol by graphene/gold nanocomposite, it was found that the reaction obeyed the pseudo-first-order kinetic model. The reaction rate increased with increasing the temperature and the initial concentration of 4-nitrophenol. However, with increasing the initial concentration of 4-nitrophenol, the rate constant decreased. It was suggested that the reaction was diffusion controlled.

中文摘要 I
Abstract II
誌謝 III
總目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 IX

第一章 緒論 1
1.1 奈米科學與奈米材料[1,2] 1
1.2 石墨烯 4
1.3 奈米材料製備方法 6
1.4 研究動機 9
第二章 基礎理論 11
2.1 氧化石墨與石墨烯 11
2.2微波輔助還原法修飾 12
2.3 觸媒催化產氫機制[32-35] 14
(1) 溫度影響: 14
(2) 氫氧化鈉影響: 14
(3) 硼氫化鈉濃度影響 14
第三章 實驗方法 16
3.1藥品與儀器 16
3.1.1藥品 16
3.1.2儀器 18
3.2 氧化石墨烯製備方法 20
3.2.1 氧化石墨的製備方法 20
3.2.2 還原氧化石墨烯/鉑奈米粒子複合物之製作 22
3.2.3 還原氧化石墨烯/金奈米粒子複合物之製作 23
3.2.4 還原氧化石墨烯/鉑奈米粒子複合物 及 還原氧化石墨烯/金奈米粒子複合物之親水化處理 25
3.3特性分析 26
3.4 還原氧化石墨烯/鉑奈米粒子複合物催化硼氫化鈉產氫之方法 28
(1) 溫度效應: 28
(2) 觸媒量效應: 28
(3) 硼氫化鈉濃度效應: 28
第四章 結果與討論 31
4.1 氧化石墨基本物性 31
4.2 還原氧化石墨烯/鉑奈米粒子複合物之基本物性 38
4.3 還原氧化石墨烯/金奈米粒子複合物之基本物性 45
4.4 還原氧化石墨烯/鉑奈米粒子複合物之催化硼氫化鈉水解產氫之研究 51
(1) 觸媒量對產氫之影響 51
(2) 溫度對產氫之影響 52
(3) 硼氫化鈉濃度對產氫之影響[43,44,2,7] 53
4.5 還原氧化石墨烯/金奈米粒子複合物之催化硼氫化鈉還原對硝基苯酚之研究 59
(1) 對硝基苯酚其吸收值與濃度關係 61
(2) 溫度效應 61
(3) 對硝基苯酚濃度效應 64
第五章 結論 66
參考文獻 68


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