一、立方體型態演繹至六足體之氧化銀奈米晶體的合成及其表面特性 二、研究多截面金奈米晶粒核的形狀以及表面晶面對於形成氧化亞銅包金核殼異質結構的影響

I. Synthesis of Ag2O Nanocrystals with Systematic Shape Evolution from Cubic to Hexapod Structures and Their Surface Properties II. An Investigation of the Effects of Morphology and Surface Facets of Polyhedral Gold Nanocrystal Cores on the Formation of Au–Cu2O Core–Shell Heterostructures

王維慶(Wei-Ching Wang)

指導教授 ： 黃暄益

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2010年)

摘要

一、立方體型態演繹至六足體之氧化銀奈米晶體的合成及其表面特性
本論文利用簡易的方法合成具系統性表面形貌變化的氧化銀(Ag2O)晶粒。藉由混合莫耳數比為1:2:11.8的硝酸銀(AgNO3)、硝酸銨(NH4NO3)和氫氧化鈉(NaOH)，即可合成出立方體(cubic)、截邊截角立方體(edge- and corner-truncated cubic)、菱方八面體(rhombicuboctahedral)、截邊截角八面體(edge- and corner-truncated octahedral)、八面體(octahedral)和六足體(hexapod)結構。在最初硝酸銀和硝酸銨的混合液中加入充足的氫氧化鈉溶液去提供形成銨銀錯離子(Ag(NH3)2+)並且使氧化銀奈米晶粒的成長具有良好的型態控制，那些晶粒大多數為次微米尺度大小。晶粒的表面晶面藉由X–Ray 粉末繞射儀、掃描式電子顯微鏡和穿透式電子顯微鏡的鑑定結果而被確定。氧化銀晶粒的能隙(band gap)大約落在1.45 eV。藉由改變試劑的莫耳數比以及添加的體積可以得到平均大小大約200和300 nm 更小的立方體以及八足體。當大部分具有銀原子末端{111}晶面的八面體和六足體分散在帶有正電荷的甲基藍溶液裡會有相斥的反應，但是可以懸浮在帶有負電荷的甲基橙溶液裡，而附有{100}晶面的立方體和八足體對於溶液的分子電荷是不敏感的。

二、研究多截面金奈米晶粒核的形狀以及表面晶面對於形成氧化亞銅包金核殼異質結構的影響
本論文利用簡易的方法使用多面體金核像是完全是{110}晶面的菱形十二面體(rhombic dodecahedra)和擁有{100}、{110}和{111}晶面的截邊截角八面體(edge- and corner-truncated octahedra)合成具系統性表面形貌變化的氧化亞銅包金核殼(Au–Cu2O core–shell)異質結構。藉由改變氯化銅(CuCl2)、界面活性劑十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate)、金核、氫氧化鈉(NaOH)和還原劑鹽酸羥胺(hydroxylamine hydrochloride)混合水溶液中還原劑的量，即可合成出立方體(cubic)到八面體(octahedral)的核殼結構。粉末X光繞射儀可以清楚的觀測到氧化亞銅(111)和(200)面的相對繞射強度轉換，強度弱的金繞射訊號也可以被觀測到。紫外光可見光吸收光譜中只有氧化亞銅晶粒的特徵吸收。藉由穿透式電子顯微鏡和高解析度穿透式電子顯微鏡的鑑定可以確定金核和氧化亞銅殼的界面成長以及方向的關係。合成星狀氧化亞銅包金核殼二十面體(stellated Au–Cu2O core–shell icosahedra)形狀上的需求也被探討，我們發現使用金二十面體奈米晶粒可以得到那些星狀二十面體。氧化亞銅包金核殼八面體在光降分解甲基橙的過程中，比起純氧化亞銅八面體有更好的催化能力，這是由於內層的金核會散射光造成外層的氧化亞銅殼產生第二次的電子電洞對並且有更有效率的電荷分離過程所導致。同時我們也發現在光照射之後八面體的角落會被侵蝕。

關鍵字

氧化銀 ； 形狀控制 ； 表面特性 ； 氧化亞銅 ； 核殼異質結構 ； 星狀二十面體 ； 光催化

參考文獻

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