超音波作用下的製備後金奈米粒子成長機制及其光學特性
Jia-Ren Lee1, Bo-Wen Shiau1*, Wei-Cheng Ding1
1Department of Physics, National Kaohsiung Normal University, Kaohsiung, Taiwan
* presenting author:Bo-Wen Shiau, email:k783141a@hotmail.com
藉由超音波震盪處理探討製備後金奈米粒子之光學特性及成長機制。金奈米粒子溶液為聲電化學法製備而成,係同時利用定電流電解與超音波震盪的一種製備方式。我們將聲電化學法製備完成後的溶液,再單獨施以超音波震盪特定時間並靜置,此步驟為後震盪靜置處理。另外量測隨著靜置時間變化的吸收光譜,可藉由光譜特性來探討奈米金的靜置成長過程。發現後震盪時間較長的樣品,在較短的靜置時間即具有較高吸收度;因製備後在單獨震盪的過程中,金離子較易捕獲電子且金原子之間的碰撞機率增加,可加速粒子生成,導致有較高的吸收波鋒;因為被快速還原的金原子數量充沛且容易聚集,溶液中的微胞無法迅速地完整包覆原子團簇,故易形成較大尺寸粒子,以致在光譜中觀測到較長的吸收波長。也因後震盪處理較久的溶液因上述機制會較快形成較多且較大的奈米粒子,所以與短時間處理之溶液相比,可發現隨著靜置時間增加,其吸收度的增強幅度較不明顯;由於製備時的電解時間相同,意即在後震盪之前各組溶液的金離子與金原子初始濃度皆近似,而後震盪時間較短的溶液在此期間因生成的奈米粒子相對較少,所以在後續靜置過程中尚有相對較多剩餘的金原子濃度來形成奈米粒子,使其吸收度會隨靜置時間增加而有相對較大幅度的提升。若將靜置時間再拉長,因溶液中金原子已逐漸用罄,吸收度的增加會慢慢停滯而到達最大值。隨著靜置持續進行,溶液中較大顆的奈米粒子會開始團聚形成更大微米顆粒並發生沉澱,造成光譜中較長波長部分的吸收度衰減,導致主要波峰藍移。


Keywords: 金奈米粒子, 超音波震盪, 可見光-紫外光吸收光譜