- 學位論文
水熱法合成金奈米八面體與不同金屬離子對其形狀的影響
Hydrothermal Synthesis of Octahedral Gold Nanocrystals and The Effects of Metal Ions on Their Morphological Transformation
摘要
本篇論文包含兩個主題，第一個部分主要是用簡單的水熱法在110 °C下合成出金奈米八面體，以氯金酸(HAuCl4)當作金的來源，檸檬酸鈉(trisodium citrate)當作還原劑，十六烷基三甲基溴化胺(cetyltrimethylammonium bromide)當作界面活性劑並且控制形狀的產生，反應6小時後，可以產生大約30 nm的金奈米八面體。藉由控制反應時間由6小時增加到72小時，我們可以生成出五種不同大小的金奈米八面體，而且每一個合成出來的產物具有相當窄的大小分佈情形。當反應時間增加，合成出來的金八面體大小會隨之增大，可見光紫外光吸收光譜也顯示不同膠體溶液吸收峰的位置會隨著晶體的大小變大而有紅位移的現象。當這些合成出來的膠體溶液在矽晶片上自然乾燥後，可以發現它們有很好的自組裝排列現象。這些金八面體的多層排列可藉由其三角面、邊、或尖角等三種模式沉積於基板上。這些自組裝的晶體結構導致晶體之間會有電漿偶合的現象進而造成近紅外光帶的吸收。 論文的第二部分主要是承接第一部份，將反應時間控制在24小時，並且在反應系統內加入不同濃度的硝酸銀(AgNO3)水溶液，使反應出來的晶體結構具有不同的形狀變化。這個現象發生的主要原因是因為銀的欠電位沉積（underpotential deposition）在金奈米晶體表面，導致金奈米晶體能量較高的{110}還有{100}面的生長速度被抑制，使得原本應該生成的金八面體轉變為截角八面體，截角的截半立方體,以及金奈米棒。隨著加入的AgNO3濃度增加，合成出來的晶體尖角部分會被截掉，又因為{110}面被抑制生長，而導致最後合成出不同形狀的產物。粉末X光繞射光譜的鑑定結果也顯示，隨著加入的AgNO3濃度增加，{110}還有{100}繞射峰相對強度隨之增加，符合掃描式電子顯微鏡以及穿透式電子顯微鏡的鑑定結果。這些不同形狀的奈米晶體均展現了不同的光學性質，而可以被應用在生醫檢測以及表面光譜的鑑定上。
參考文獻
延伸閱讀
- Yang, T. H. (2017). 定量分析金屬奈米晶體的成核、成長、熱穩定與光催 化特性 [doctoral dissertation, National Tsing Hua University]. Airiti Library. https://www.airitilibrary.com/Article/Detail?DocID=U0016-0401201816122651
- Yang, M. Y. (2013). 一、水相中以一鍋合成法製備銀奈米立方體及其形貌變化 二、不同形狀及不同厚度金鈀核殼異質結構的製備及其電漿性質的探討 [master's thesis, National Tsing Hua University]. Airiti Library. https://doi.org/10.6843/NTHU.2013.00374
- 邱郁宸（2019）。銀奈米線與高熵合金奈米線機械性質的差異及加入雙晶界後如何影響其變形行為〔碩士論文，國立交通大學〕。華藝線上圖書館。https://www.airitilibrary.com/Article/Detail?DocID=U0030-0306202016340039
- 陳均亦（2020）。面心立方低中高熵合金不同溫度下之微奈米尺度機械性質及變形行為研究〔碩士論文，國立清華大學〕。華藝線上圖書館。https://www.airitilibrary.com/Article/Detail?DocID=U0016-2502202114264548
- Moloto, N., Mpelane, S., Sikhwivhilu, L. M., & Ray, S. S. (2012). Optical and Morphological Properties of ZnO- and TiO_2-Derived Nanostructures Synthesized via a Microwave-Assisted Hydrothermal Method. International Journal of Photoenergy, 2012(), 251-256-028. https://doi.org/10.1155/2012/189069