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研究生: 梅毅翔
Mei, Yi-Shiang
論文名稱: 聚苯乙烯甲基胺穩定化硫化鎘奈米晶體之製備及其光學性質研究
Synthesis and Optical Property of Poly(Aminomethyl styrene) Stabilized Cadmium Sulfide Nanocrystalline
指導教授: 侯聖澍
Hou, Sheng-Shu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 87
中文關鍵詞: 奈米晶體硫化鎘藍位移缺陷態
外文關鍵詞: poly(aminomethylstyrene), cadmium sulfide, Nanocrystalline
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  •   本研究中採用含胺基的高分子:聚苯乙烯甲基胺作為穩定劑合成硫化鎘奈米微粒,利用聚苯乙烯甲基胺的胺基對金屬離子的絡合吸附以穩定硫化鎘的粒徑大小與分佈以及抵抗集聚的發生。本研究第一部分利用膠體色層分析儀、核磁共振光譜與傅立葉轉換紅外線光譜儀來鑑定聚苯乙烯甲基胺的合成。第二部分採用紫外光-可見光光譜儀、螢光光譜儀、紫外光燈以及穿透式電子顯微鏡來探討:(1)硫化鎘的生成粒徑與聚苯乙烯甲基胺濃度及反應條件之關聯性、(2)奈米晶體的顆粒大小與發光特性之關聯、(3)以螢光光譜吸收峰研究奈米晶體表面的缺陷、(4)聚苯乙烯甲基胺/硫化鎘的實際分散型態以及硫化鎘奈米晶體的顆粒大小與形狀、(5)奈米晶體與高分子穩定劑(聚苯乙烯甲基胺)的相互作用與發光特性的關係。因此我們可以改變不同的聚苯乙烯甲基胺濃度以及反應條件來改變硫化鎘奈米微粒的粒徑大小進而控制其發光性質。

      當聚苯乙烯甲基胺濃度提升,吸收光譜與螢光光譜均出現藍位移現象,顯示硫化鎘的粒徑大小降低。當改變酸鹼值時,發現高pH值溶液的穩定性較差並且生成粒徑較大。研究中將探討其發生原因與能量機制。

      The goal of the research is to use poly(aminomethylstyrene)(PAMS) as the stabilizer to synthesis cadmium sulfide (CdS) nanoparticles. The synthesis and chemical structure of PAMS were characterized in terms of GPC, NMR, and FTIR. Transmission Electron Microscope, UV-vis spectrum, photoluminescence were used to study (1) the effect of concentration of PAMS on the particle size of CdS, (2) the dependence of the photoluminescence properties on the particle size of CdS, (3) the trap state of the CdS nanoparticles, and (4) the size distribution and shape of the CdS nanoparticles. Therefore, by changing the concentration of PAMS and the reaction condition, the particle size of CdS nanoparticles and the photoluminescence properties can be controlled.

      It is found that as the concentration of PAMS increases, the UV-vis and PL spectra show the blue shift, indicating that the particle size of CdS nanoparticles decrease. Finally, we find that the solution with low pH values is more stable and thus shows smaller particle sizes than that with high pH values.

    中文摘要 I 英文摘要 II 致謝 III 總目錄 IV 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-1.1 物質世界 1 1-1.2 奈米科學(Nano Science) 1 1-1.3 複合材料(Composite Material) 2 1-1.4 半導體奈米晶體(Semiconductor Nanocrystals) 3 1-2 研究動機與目的 3 1-3 研究架構 4 第二章 原理與文獻回顧 8 2-1 奈米晶體(Nanocrystalline)的特性 8 2-1.1 表面效應與熔點下降 8 2-1.2 光譜遷移性 8 2-1.3 量子侷限效應(Quantum confinement effect) 9 2-2 奈米晶體的製備與應用 11 2-3 能量的激發、吸收與轉換 12 2-4 奈米晶體的缺陷 14 2-5 奈米晶體的平均粒徑與分佈均一性 16 2-6 光色與波長範圍 19 2-7 穩定化奈米晶體合成 20 2-8 不同穩定劑系統與半導體奈米晶體合成之機制與影響 21 2-9 一級胺(Primary amines)的合成 - Gabriel Synthesis 22 第三章 實驗步驟與儀器分析 24 3-1 實驗藥品 24 3-2 實驗器材 25 3-3 分析儀器 26 3-4 實驗步驟 27 3-4.1 Poly(vinyl benzyl chlorine)之製備 27 3-4.2 Poly(vinyl benzyl Phthalimide)之製備 28 3-4.3 聚苯乙烯甲基胺之製備 39 3-4.4 離子化聚苯乙烯甲基胺之製備 30 3-4.5 硝酸鎘母液的配置 31 3-4.6 硫化鈉母液的配置 31 3-4.7 聚苯乙烯甲胺母液的配置 31 3-4.8 硫化鎘奈米晶體之合成 31 3-5 儀器測試與分析 34 第四章、結果與討論 37 4.1 聚苯乙烯甲胺之合成 37 4-1.1 Poly(vinyl benzyl chlorine)的鑑定 37 4-1.2 Poly(vinyl benzyl Phthalimide)的鑑定 39 4-1.3 聚苯乙烯甲胺的鑑定 41 4-1.4 離子化聚苯乙烯甲胺之鑑定 43 4-2 以高分子穩定劑製備硫化鎘奈米晶體 45 4-2.1 硫化鎘奈米晶體的紫外光-可見光光譜儀、螢光光譜儀 48 4-2.2 前趨物加入方式的影響 52 4-2.3 聚苯乙烯甲胺濃度的影響 53 4-2.4 溶液組成的影響 61 4-2.5 溶液酸鹼值的影響 63 4-2.6 改變溶液中硫與鎘的比例所造成之影響 68 4-2.7 離子化聚乙烯甲基胺再不同酸鹼值下的影響 76 第五章 結論 80 第六章 參考文獻 82 自述 87

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    下載圖示 校內:2007-07-29公開
    校外:2008-07-29公開
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