以化學還原法合成奈米銀-銅粒子及其特性分析研究

Preparation and characterization of Ag-Cu bimetallic nanoparticles by chemical reduction method

伍安義(An-Yi Wo)

指導教授 ： 周更生

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2006年)

摘要

摘要

本研究室以葡萄糖作為還原劑，利用化學還原法製備奈米級Ag- Cu粒子，在此過程中還必須加入鹼劑及保護劑。鹼劑是為促進反應的進行，選用的是urea+NaoH的混合型鹼劑系統；而保護劑則是為了不使粒子之間彼此聚集，選用的是分子量40000的PVP。反應的溫度於高溫(85oC)下，以利於尿素的裂解及加快反應的速度。

在研究中我們已經可以製備出不同組成之Ag-Cu奈米粒子，並瞭解它們的粒徑大小；而PVP濃度及尿素濃度亦會影響到粒子之大小與分佈，研究結果顯示PVP若是過量粒子會變大，而尿素用量的增加有助於粒子的均一化。

在粒子微結構的鑑定方面，可由EDS來獲知整顆粒子組成，再以XPS得知粒子表面組成，再加上Ag、Cu轉化率與時間關係圖的輔助，吾人推測粒子之結構為Ag-AgCu-Ag(類似球型的三明治結構)。

而在將製備好的粒子作應用之前還需要進行純化的步驟，吾人以丙酮清洗利用極性的差異使奈米粒子沈降於容器底部，而多餘的自由PVP(未吸附於奈米粒子上者)則留在上層，經過清洗後之奈米粒子其純度可到達87wt%。

在純化完成後奈米粒子膠體溶液即可作為導電墨水，將墨水塗畫在PI基板上形成線路，並給予高溫熱處理，熱處理完後即可導電，在此我們探討三種不同組成導線之電遷移現象，結果顯示導線中所含的銅元素成分越高，導線之電阻越穩定，不隨著時間上升。

關鍵字

奈米粒子 ； 雙金屬粒子 ； 化學還原法 ； 銀-銅

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