特殊形貌铜与银奈米材料制备之简介.pdf

《特殊形貌铜与银奈米材料制备之简介.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中華民國九十六年第六十五卷第一期CHEMISTRY(TheChineseChemicalSociety,Taipei)March2007,Vol.65,No.1,pp.9-169專題報導特殊形貌銅與銀奈米材料製備之簡介裘性天*黃亭凱國立交通大學應用化學系摘要：近年來研究人員陸續合成各種型貌(morphology)與尺寸的銅、銀奈米材料，發現其蘊含著不同於塊材的新穎特性與應用潛能。開發新穎、有效率的化學合成法為當務之急。本篇文章中我們將介紹目前已知的製備方法與其發展。關鍵字：銅、銀、奈米材料。4一維奈米結構的製備途徑。一般模板分為無機固態材前言料與有機分子或聚合物，前者常見的例子有

2、陽極氧化鋁(anodicaluminumoxide,AAO)、階梯式表面(stepedge銅與銀為絕佳的導體，廣泛應用在電子傳輸元件surface)石墨碳與其它相關之一維奈米材料等。後者上。當尺寸從巨觀縮小至奈米尺度(介觀)時，高表面則可利用聚苯乙烯(polystyrene,PS)奈米球陣列、多孔能與量子效應改變銅、銀奈米材料的化學與物理性質，聚碳酸酯(polycarbonate)、DNA生物分子等之特殊形例如化學催化、光學、與導電性等。這些性質可因形貌以為控制之基礎。利用這些模板作為骨架，將反應狀與大小不同而改變，典型例子為銀奈米棒展現長、物材料填入其中或其外以控制產物之形貌，

3、即可製備短軸的雙表面電漿共振吸收峰，且隨長寬比(aspectratio)點陣列或高長寬比的奈米線。此方法的優點為簡易、1,2變大，長軸特徵峰紅位移。另外，奈米粒子尖端與成本低與高再現性；然而產物可能為多晶相且需要使3薄邊處易增強局部入射光，可提高拉曼散射效率。這用化學蝕刻以去除模板是美中不足的地方。底下我們些基礎的光學研究，已經廣泛應用在生物分子的感測將介紹圖一中四種典型的模板法。與標定上。為了有系統性地研究幾何形狀與物理、化學性質之間的關係，近來年研究人員積極地發展各種方法來製備奈米材料，期望得到各種形貌且均一形狀與大小的奈米材料。本文將介紹目前製備特殊形貌銅與銀奈米材料的方法

4、，主要著重在它們的一維結構控制。我們將製備法分為三大類，第一類為直接模板法；第二類為界面活性劑之自組裝暨晶面成長控制法；第三類為氣固相法。典型的例子皆列舉於表一~三。製備方法之介紹一、直接模板法圖一四種控制奈米結構之直接模板法:(A)奈米球轉印技術;(B)多孔洞材料模板法;(C)階梯式表面模板法;圖一中描繪出典型的直接模板法，為最簡易達到(D)一維奈米材料模板法。10中華民國九十六年第六十五卷第一期表一直接模板法產物形狀尺度反應物製備技術反應條件參考(D線徑;W寬;T厚;L長)(如模板、裝置、添加劑、溫度)文獻銀三角顆粒T52nm;L100nmAg(s)奈米球轉印單層聚苯乙烯球陣

5、列、熱蒸鍍5技術模板銅線D60nm;L30µmCuSO4(aq)陽極氧化鋁、電鍍、鍍液(H3BO3(aq)6,7/H2SO4(aq))銅管D300nmCuSO4(aq)多孔洞材料陽極氧化鋁、無電鍍、鍍液(sodium8模板tartrate(aq)/NaOH(aq))銀線D180-400nm;L30µm商業鍍液陽極氧化鋁、電鍍9銀螺旋線D~10nmAgNO3(aq)陽極氧化鋁、電鍍、鍍液(H3BO3(aq))10銅線D70-340nm;L>10µmCuSO4(aq)石墨、電鍍、鍍液(Na2SO4(aq))11階梯式表面銀線同上Ag2SO4(aq)石墨、電鍍、鍍液(Na2SO4(aq

6、)11基材模板/saccharine(aq))銀線D60nm;L30µmAgNO3(aq)一維奈米材奈米碳管、電鍍、鍍液(KNO3(aq))12料模板銅線D3nmCu(NO3)2(aq)/ascorbic13DNA分子acid(aq)生物分子銀線D30-50nmAgNO3(aq)模板14DNA分子/hydroquinone(aq)奈米球轉印技術8Qiu團隊則使用無電鍍法成功製備奈米銅管。銀奈米9於基板上製作均一粒徑三角粒子的絕佳方法。將線也可以利用陽極氧化鋁輔以電鍍法來製作。至今，PS奈米球分散液滴於玻璃基板上，待溶劑揮發後，奈陽極氧化鋁模板法仍有多樣性的發展潛力。例如利用10米

7、球會自組裝(self-assembly)成單層最密堆積排列，silica修飾AAO孔道，可製備螺旋形銀奈米線。由於如圖一A所示，陣列範圍可至數毫米平方。奈米球間陽極氧化鋁模板法容易控制產物組成成分與尺寸，對研有相等大小的三角形間隙，間隙大小可由PS奈米球究一維奈米材料之物理性質貢獻甚大。的大小來改變。再輔以熱蒸鍍金屬銀，可形成銀奈米階梯式表面基材5粒子陣列。由於此項奈米銀粒子具有均一粒徑，因此會展現明確的(welldefined)表面電漿共振吸收峰，在圖一C為利用裂解石墨(hig