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系統識別號 U0002-2407201413091300
中文論文名稱 添加劑輔助金銀核殼型奈米粒子合成
英文論文名稱 Additives-assisted synthesis of gold-silver core-shell nanoparticles
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemistry
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 吳佳容
研究生英文姓名 Chia-Jung Wu
學號 601160350
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2014-06-18
論文頁數 60頁
口試委員 指導教授-鄧金培
委員-吳俊弘
委員-呂世伊
中文關鍵字 十二烷基硫酸鈉  乙二胺四乙酸  金銀核殼型奈米粒子 
英文關鍵字 SDS  EDTA  Au@AgNPs 
學科別分類 學科別自然科學化學
中文摘要 在高分子或界面活性劑溶液中,化學方法製備金銀核殼型奈米粒子常以金奈米粒子為晶種。相較於陽離子型界面活性劑,除了光化學法與物理方法外,陰離子型界面活性劑(SDS)較少於室溫條件下被使用。因此,本篇探討在SDS溶液中,金銀核殼型奈米粒子的成長機制,藉由維生素C還原硝酸銀,使銀覆蓋至金奈粒子表面,並藉由EDTA被作為添加劑與嵌合劑,避免銀離子與金奈米粒子表面的SDS形成很強的作用力,進而改善生成的金銀奈米粒子的聚集現象,由實驗結果顯示,在溶液中大部份的銀離子會先與EDTA形成錯合物,而少部分銀離子吸附到金奈米粒子表面的SDS上,且快速地被還原,而與SDS和EDTA結合的銀離子,接著還原在先前所成長的銀殼上,若於金奈米粒子溶液中添加其他金屬離子(Cu2+、Zn2+),由實驗結果發現,金奈米粒子對銀離子具有較高的選擇性。
英文摘要 Gold nanoparticles (NPs) were usually used as the seeds in the preparation of Au-Ag NPs in the solutions of polymer and surfactants by wet chemical methods. In contrast to cationic surfactants, anionic sodium dodecyl sulfate (SDS) has been seldom used at room temperature in additional to photochemical and physical methods. Mechanism of the growth of the silver shell on gold NPs was investigated in SDS solutions. Silver deposition on Au NPs was achieved by reducing silver nitrate with ascorbic acid. EDTA is used as both an additive and the chelating agent to prevent the strong interaction of silver ions with the SDS on the AuNPs surface, and it could improve the formation of Au-Ag NPs aggregation. The experimental results suggest that most of the silver ions form chelate with EDTA in the solution at first. But, the part of the silver ions is adsorbed on SDS on the surface of gold NPs in which silver reduction quickly takes place in the reaction solution. The other complex forms of the silver with SDS and EDTA are subsequently reduced on the pre-from silver shell of the resulting Au-Ag NPs. When added the other metal ions (Cu2+, Zn2+) in the solution of AuNPs, the experimental results showed that silver ions with high selectivity.
論文目次 第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 奈米粒子的特性 1
1. 小尺寸效應 1
2. 表面效應 2
3. 量子尺寸效應 2
1.3 表面電漿共振 3
1.4 奈米粒子的製備 3
1. 物理法 3
2. 化學法 5
1.5 複合型奈米粒子簡介 7
1. 合金型奈米粒子 8
2. 核殼型奈米粒子 9
1.6 乙二胺四乙酸(EDTA)簡介 10
1.7 毛細管電泳簡介 12
1. 毛細管電泳原理 12
2. 毛細管電泳裝置 13
3. 毛細管電泳基本現象 14
4. 毛細管電泳之特點 16
1.8 研究目的 17
第二章 實驗部分 18
2.1 藥品 18
2.2 儀器 19
1. 毛細管電泳儀 19
2. 紫外光-可見光吸收光譜儀 20
3. 穿透式電子顯微鏡 20
2.3 實驗方法 21
1. 金奈米粒子的製備 21
2. 銀奈米粒子的製備 21
3. 金銀核殼型奈米粒子的合成 22
第三章 結果與討論 23
3.1 金奈米粒子 23
3.2 銀奈米粒子 24
3.3 金銀核殼型奈米粒子 25
3.4 探討生成金銀核殼型奈米粒子之反應機制 26
1. 未添加EDTA與NaOH 30
2. 添加EDTA和NaOH 31
3. 將EDTA、NaOH與硝酸銀先混合 34
4. 降低SDS濃度 39
5. 提高EDTA濃度 41
3.5 添加其他金屬離子 53
第四章 結論 56
第五章 參考資料 58

表目錄
表3.1 銀離子在不同溶液組成下的顏色變化 27
表3.2 在AuNPs溶液中製備金銀核殼型奈米粒子之反應條件 29

圖目錄
圖1.1 界面活性劑分子概圖 6
圖1.2 陰離子型界面活性分子(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) 7
圖1.3 不同Au/Ag莫爾數比合成的金銀合金型奈米粒子之UV-vis吸收光譜圖 9
圖1.4 金銀核殼型奈米粒子在不同銀殼厚度的UV-vis吸收光譜圖 10
圖1.5 EDTA之結構式 10
圖1.6 在不同pH值下溶液中EDTA的組成 11
圖1.7 電滲透流示意圖 15
圖2.1 製備AuNPs之示意圖 21
圖2.2製備AgNPs之示意圖 22
圖2.3 製備Au@AgNPs之示意圖 22
圖3.1 於20 mM SDS中合成金奈米粒子之(a)吸收光譜圖(b)毛細管電泳圖(c)TEM圖 23
圖3.2 於20 mM SDS中合成銀奈米粒子之(a)吸收光譜圖(b)毛細管電泳圖,偵測波長為254 nm 24
圖3.3 金銀核殼型奈米粒子之(a)吸收光譜圖(b)毛細管電泳圖,偵測波長為254 nm 26
圖3.4 於AuNPs中以不同反應條件進行包銀所得之吸收光譜圖 31
圖3.5 於AuNPs中以不同反應條件進行包銀所得之吸收光譜圖 33
圖3.6 於AuNPs溶液中加入NaOH、AA與E-N-Ag溶液之(a)吸收光譜圖(b)毛細管電泳圖,偵測波長為254 nm(c)電泳圖中2.69分鐘所對應之光譜圖 35
圖3.7 於AuNPs溶液中加入NaOH、E-N-Ag混合溶液與AA,改變加入AA時間之吸收光譜圖 36
圖3.8 於AuNPs溶液中加入AA與E-N-Ag溶液之吸收光譜圖 38
圖3.9 於10 mM SDS-AuNPs溶液中加EDTA、NaOH、AgNO3、AA,進行多次包銀之(a)吸收光譜圖(b)光譜圖中410 nm吸收度對AgNO3莫爾數之線性關係圖(c)毛細管電泳圖,偵測波長254 nm 40
圖3.10 於AuNPs溶液中,加入1.27×10-6 mole EDTA,再依序加入NaOH、AgNO3、AA,並進行多次包銀之(a)吸收光譜圖(b)毛細管電泳圖,偵測波長254 nm 42
圖3.11 於AuNPs溶液中依序加入EDTA、NaOH、AgNO3及AA,改變EDTA莫爾數之吸收光譜圖 43
圖3.12 於AuNPs溶液中加入不同莫爾數的EDTA,再加入NaOH、AgNO3及AA,再進行逐次包銀,共加入1.27×10-6 mole AgNO3後所測得之吸收光譜圖 44
圖3.13 於AuNPs溶液中加入NaOH、E(×10)-N溶液、AgNO3、AA之吸收光譜圖 45
圖3.14 於AuNPs溶液中加入NaOH、E(×10)-N-Ag溶液、AA之吸收光譜圖 47
圖3.15 於AuNPs溶液中加入NaOH、混合溶液、AA ,加入不同莫爾數AgNO3之吸收光譜圖(a)2.54×10-7 mole(b)1.016×10-6 mole(c)加入1.016×10-6 mole AgNO3後所測得之毛細管電泳圖,偵測波長254 nm 48
圖3.16 於AuNPs溶液中加入NaOH、E(×100)-N-Ag溶液、AA,加入不同莫爾數AgNO3平衡一天後之(a)吸收光譜圖(b)毛細管電泳圖,偵測波長254 nm 50
圖3.17於AuNPs溶液中加入NaOH、E(×100)-N-Ag溶液、AA之吸收光譜圖 51
圖3.18 於AuNPs溶液中加入不同莫爾數的EDTA,且逐次加入10 μL 25.4 mM AgNO3,共加1.016×10-7 mole AgNO3之吸收光譜圖 52
圖3.19 於AuNPs溶液中加入不同金屬離子之光譜圖,圖中編號1~編號3完全重疊 53
圖3.20 於AuNPs溶液中依序加入EDTA、NaOH、Cu(NO3)2、AgNO3、AA,並逐次增加溶液中AgNO3的莫爾數之(a)吸收光譜圖(b)毛細管電泳圖,偵測波長254 nm(c)電泳圖編號2中3分鐘所對應之光譜圖 55
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