以金奈米立方體製備二十四面體和凹面八面體之鈀包金核殼奈米結構與其高效率的電化學活性

Au Nanocube-Directed Fabrication of Au-Pd Core-Shell Nanocrystals with Tetrahexahedral and Concave Octahedral Structures and Their High Electrocatalytic Activity

盧君綸(Chun-Lun Lu)

指導教授 ： 黃暄益

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2010.00019

摘要

在本實驗中，我們藉由正立方體之金奈米粒子當作模板，使鈀成長於其上制備了罕見形狀的二十四面體、凹面八面體和八面體之鈀包金核殼奈米結構。這些結構可以藉由添加氯化十六烷基三甲胺鹽做為保護劑和氯離子的來源，再加入還原劑維生素Ｃ來形成。形狀的演變可以藉由改變溫度控制氯化十六烷基三甲胺鹽在系統中的影響，以此控制鈀晶體成長時之晶面方向。
　　經由文獻記載和我們的分析，二十四面體係由｛７３０｝晶面所組成，而凹面八面體則由｛１１１｝和｛１００｝晶面所組成。其中，二十四面體的各晶面為含有許多原子台階和懸浮鍵之高米勒指數晶面，這些台階和懸浮鍵可有效的參予化學反應使能鍵生成或斷裂，雖然如此，具有高米勒指數晶面的晶體仍然不容易被制備，因為高能量晶面在晶體成長時速度較快於低能量晶面，這將使低能量晶面被呈現出來。本實驗中，我們成功的將鈀還原在金立方體奈米晶體外而形成具有高產率和高米勒指數晶面的鈀包金二十四面體。
　　另外,我們能夠有效的控制晶體大小，經由加入不同量的金核溶液或者不同大小的金立方體來達成。在本文中，我們詳細探討有關的生成機制，並發現在此系統中晶體會遵循Ostwald ripening。
　　最後，我們利用氧化乙醇來測試這三種形狀的電化學活性，擁有高米勒指數晶面的二十四面體比凹面八面體和八面體展現出更好的電化學活性，在同面積的情況下。結果證實了高米勒指數晶面擁有較高的化學活性。

關鍵字

金 ； 鈀 ； 核殼 ； 二十四面體 ； 凹面八面體

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Au ； Pd ； core-shell ； tetrahexahedra ； concave octahedra ； high-index

參考文獻

(2) (a) Wiley, B. J.; Im, S. H.; Li, Z. Y.; McLellan, J.; Siekkinen, A.; Xia, Y. N. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15666. (b) Murphy, C. J.; Sau, T. K.; Gole, A. M.; Orendorff, C. J.; Gao, J. X.; Gou, L. F.; Hunyadi, S. E.; Li, T. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13857. (c) Lee, H.; Habas, S. E.; Kweskin, S.; Butcher, D.; Somorjai, G. A.; Yang, P. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 46, 7988. (d) Bratlie, K. M.; Lee, H.; Komvopoulos, K.; Yang, P. D.; Somorjai, G. A. Nano Lett. 2007, 7, 3097.

(4) (a) Tian, Z. Q.; Ren, B. Annu. Rev. Phys. Chem. 2004, 55, 197. (b) Orendorff, C. J.; Gole, A.; Sau, T. K.; Murphy, C. J. Anal. Chem. 2005, 77, 3261. (c) Tian, Z. Q.; Ren, B.; Li, J. F.; Yang, Z. L. Chem. Commun. 2007, 34, 3514.

(7) Xiong, Y.; Cai, H.; Wiely, B. J.; Wang, J.; Kim, M. J.; Xia, Y. N. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3665.

(8) Lim, B.; Xiong, Y.; Xia, Y. N. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 119, 9439.

(12) Lim, B.; Wang, J. P.; Camargo, H. C.; Jiang, M.; Kim, M. J.; Xia, Y. Nano Lett. 2008, 8, 2535.