Facile oxidation and reduction processes to manipulate the nanocomposites of AuAg structure for promoting surface-enhanced Raman scattering and catalysis performance

摘要

本研究利用雙氧水(H2O2)/磷酸鹽緩衝生理鹽水(PBS)/聚苯乙烯-alt-馬來酸）鈉鹽(PSMA)水溶液在80oC下對金銀孔洞奈米粒子進行腐蝕。腐蝕過程中會使金銀孔洞奈米粒子中的銀原子氧化成銀離子，並擴散至奈米粒子表面被PSMA捕捉固定，並透過還原劑使表面的銀離子還原成銀原子，以達到增強SERS效果。其中，我們使用5種不同的還原劑，發現N2H4‧H2O所形成的結構有更好的SERS效果。另外，所形成的氧化態金銀孔洞奈米粒子因為表面有AgCl晶體，使粒子有良好的光催化特性。此研究利用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察奈米粒子的尺寸及其形貌，以紫外-可見吸引光譜(UV-vis)觀察反應的變化與光學性質的探討，再用X-ray繞射分析儀(XRD)研究金銀孔洞奈米粒子的晶格和氯化銀的形成。以傳里葉轉換紅外光譜(FTIR)和X光光電子能譜儀(XPS)研究奈米粒子表面化學。此研究也探討不同的反應條件如溫度、金鹽濃度以及使用其他的金銀奈米粒子進行同樣反應，以說明此研究之通用性。 為了改善銀在金銀奈米粒子表面使奈米粒子在水溶液不穩定的現像，本研究藉由抗氧化劑單寧酸(TNA)在氧化態金銀孔洞奈米粒子形成保護膜，再加入還原劑使表面銀離子還原成銀原子。其中單寧酸上的苯環會與染料分子如甲基藍(MB)、孔雀石綠(MG)等分子上的苯環形成π重疊，使測量這些染料分子時，有更好的SERS效果，可測量到1 nM的MG拉曼訊號。此研究量測甲基藍、孔雀石綠和4-硝基苯硫醇的Raman光譜，每7天進行量測，持續28天，以證明單寧酸形成保護膜後奈米粒子在水溶液的穩定性。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	I-Wen Sun (Supervisor)