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研究生: 王君庭
Wang, Chun-Ting
論文名稱: 金奈米粒子及金屬/高分子微球核殼型 複合奈米粒子之製備
指導教授: 陳東煌
Chen, Dong-Hwang
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: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 金奈米粒子金屬/高分子微球核殼型
外文關鍵詞: Au, Ni nanoshell
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  • 本論文分為兩部份,第一部份主要在不同類型之界面活性劑水溶液中,以UV光照射還原四氯金酸製備金奈米粒子,藉由UV/VIS吸收光譜、XRD及TEM等分析,探討所得粒子的性質。由UV光譜及TEM分析得知,不同類型之界面活性劑,將會對金奈米粒子的製備造成影響。其中陽離子型界面活性劑CTAB,因與金離子形成錯合物之速率大於UV光還原其成為金奈米粒子的速率,故不易製得金奈米粒子。陰離子型與非離子型界面活性劑可製得奈米金粒子,但所得金奈米粒子之粒徑仍隨界面活性劑濃度與照光時間及方式的改變而不同。
    第二部份主要在乙二醇溶液中,以聯胺為還原劑,於高分子微球表面被覆鎳奈米薄層,製備核殼型複合奈米粒子。結果顯示,在適當的溫度及鎳鹽與還原劑濃度下,可成功在高分子微球表面被覆均勻且連續的鎳奈米薄層,其厚度約1.2nm。經過清洗與多重被覆,可增加鎳奈米薄層的厚度。當鎳奈米薄層的厚度增至約20nm時,複合粒子的導電性即與塊材的鎳接近。

    This thesis includes two parts. First, the preparation of Au nanoparticles via the UV-radiation reduction of HAuCl4 in the aqueous solutions containing different types of surfactants was studied. The resultant Au nanoparticles were characterized by UV/VIS absorption spectrophotometer, XRD, and TEM. It was found that the type of surfactant played an important role in the formation of Au nanoparticles. If cationic surfactant CTAB was used, Au nanoparticles were not formed because of the stronger complexation of Au and CTAB ions. When anionic or nonionic surfactants were used, Au nanoparticles could be formed and their sizes varied with changing the surfactant concentration or the irradiation time and method.
    Secondly, the fabrication of continuous Ni nanoshells on polymer microspheres via the hydrazine reduction of nickel ions in ethylene glycol. It was found that homogeneous and continuous Ni nanoshells could be successfully coated on the surface of polymer microspheres under appropriate reaction temperature and the concentrations of nickel salt and hydrazine. The average thickness of Ni nanoshells was about 1.2 nm. After washing, the thickness of Ni nanoshells could be increased by multiple coating. When the thickness of Ni nanoshells increased up to about 20 nm, the conductivity of Ni-coated polymer microspheres was close to that of bulk Ni.

    中文摘要……………………………………………………………......Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………….Ⅱ 誌謝…………………………………………………………………….Ⅲ 總目錄………………………………………………………………….Ⅳ 表目錄…………………………………………………………………VI 圖目錄…………………………………………………………………VII 第一章 緒論 1.1 前言………………………………………………………………….1 1.2 奈米粒子的特性………………………………………………….....3 1.3 界面活性劑之簡介……………………………………………….....7 1.4 多元醇系統應用在奈米粒子製備上之簡介………………..…….11 1.5 高分子及陶瓷微球表面被覆金屬奈米殼層之簡介……………...13 1.6 研究目的與內容………………...………………………………... 22 第二章 理論部分 2.1 金屬奈米粒子製備法簡介………………………………………...23 2.2 奈米粒子生成理論………………………………………………...25 2.3 微乳化系統與微胞形成…………………………………………...27 2.4 磁性理論……………………………………………………….......31 第三章 水相界面活性劑系統中金奈米粒子之製備 3.1 藥品、儀器與材料………………………………………………….36 3.2 金屬奈米粒子之製備……………………………………………...37 3.3 金屬奈米粒子之特性分析………………………………………...40 3.4 結果與討論………………………………………………………...42 第四章 金屬/高分子微球核殼型複合奈米粒子之製備 4.1 藥品、儀器與材料……………………………………………….....54 4.2 實驗步驟及方法…………………………………………..…….....55 4.3 特性分析………………………………………..…………57 4.4 結果與討論……………………………………….………59 第五章 結論……………………………………………….76 表目錄 表1.1 銅粒子粒徑與表面能量比率…………………………………….4 表1.2 金屬奈米粒子的融點及燒結溫度…………………………...…..4 表1.3 以多元醇法在製備之金屬奈米粒子…………………………...12 表2.1 化學法製備奈米粒子…………………………………………...24 圖目錄 圖1.1 奈米材料科學研究架構….………………………………………2 圖1.2 不同粒徑CdS之UV/VIS吸收光譜……………………………..6 圖1.3 不同粒徑Au之UV/VIS吸收光譜………………………………6 圖1.4 界面活性劑之構造及分類………………………………..……...8 圖1.5 界面活性劑之水溶液…………………………………………….9 圖1.6 水之表面張力………………………………………………..…...9 圖1.7 不同厚度之Sio2-Au複合粒子之TEM照片……………….14 圖1.8 不同厚度之Sio2-Au複合粒子之UV/VIS吸收光譜………14 圖1.9 Surface-modification method………………….……………...….15 圖 1.10 Layer-by-Layer method……………...………………………...15 圖1.11 Seeding method…………...…………………………………….16 圖1.12 Surfactant addition method………………...………….………..16 圖1.13 金屬點狀沉基於高分子微粒………………………………….18 圖1.14 導電膠應用於IC封裝………………………..………….…….20 圖1.15 導電膠應用於LCD構裝…………………….………….…….20 圖2.1 界面活性劑分子在水溶液中安定化之方向…..………….……28 圖2.2 微胞構造圖…………………….………………………….…….30 圖2.3 表面張力-濃度曲線與界面活性劑之溶解狀態……..………...30 圖2.4 磁性粒子的磁區構造…………………………………………...32 圖2.5 粒子的大小和飽磁力的關係…………………………………...32 圖2.6 兩相鄰間磁區磁化方向變化情形………………………...……34 圖2.7 磁區運動及磁區轉動示意圖………………………...…………34 圖2.8 磁滯曲線……………………...…………………………………35 圖3.1 不同界面活性劑之結構……………………………….………..38 圖3.2 SDS系統中所得金奈米粒子之 UV/VIS光譜圖………………43 圖3.3 CTAB系統中所得金奈米粒子之 UV/VIS光譜圖…………….43 圖3.4 Tween 20系統中所得金奈米粒子之 UV/VIS光譜圖…………44 圖3.5 Triton X-100系統中所得金奈米粒子之 UV/VIS光譜圖……..44 圖3.6 Tween 20系統中所得金奈米粒子之UV/VIS光譜圖…….……46 圖3.7 Triton X-100系統中所得金奈米粒子之UV/VIS光譜…………46 圖3.8 Tween 20系統中連續照光及不連續照光所得金奈米粒子之UV/VIS光譜圖…………………………………………..……..48 圖3.9 Triton X-100系統中連續照光及不連續照光所得金奈米粒子之UV/VIS光譜圖……..…………………………………………..48 圖3.10 Tween 20系統中連續照光所得金奈米粒子之TEM圖……..49 圖3.11 Tween 20系統中不連續照光所得金奈米粒子之TEM圖…..49 圖3.12 Triton X-100系統中連續照光所得金奈米粒子之TEM圖..…50 圖3.13 Triton X-100系統中不連續照光所得金奈米粒子之TEM圖...50 圖3.14 不同Tween 20濃度下所所得金奈米粒子之UV/VIS光譜…..52 圖3.15 在CTAB系統中所所得金奈米粒子之XRD光譜……………52 圖3.16 在CTAB系統中所所得金奈米粒子之FT-IR光譜…………..53 圖4.1 鎳-高分子微球複合材料實驗流程.………………..56 圖4.2 合成之Poly(St-co-MAA) microsphere……………..60 圖4.3 鎳-高分子微球之被覆圖.............................................................62 圖4.4 鎳-高分子微球AFM圖…………………………...……….……63 圖4.5 高分子微球、鎳-高分子微球及純鎳奈米粒子FTIR光譜………………………………………………………………..65 圖4.6 鎳-高分子微球之TGA分析曲線………………………………67 圖4.7 鎳-高分子微球之EDS分析圖………………………………….67 圖4.8 鎳-高分子微球之XRD光譜……….………………………….69 圖4.9 鎳-高分子微球之磁滯曲線.………………...………………….69 圖4.10 未清洗即進行鎳被覆之高分子微球………………………….71 圖4.11 經清洗過後再行鎳被覆之高分子微球……………………….71 圖4.12 被覆三次鎳所得高分子微球之TGA分析曲線…………...…73 圖4.13 被覆五次鎳所得高分子微球之TGA分析曲線……...………73 參考文獻………………………………………………..77 自述……………………………………………………..80

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    下載圖示 校內:2006-07-14公開
    校外:2006-07-14公開
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