學位論文
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Item 表面電漿共振效應在奈米金銀修飾二氧化矽球之光催化還原二氧化碳研究(2020) 陳思穎; Chen, Si-Ying由於大氣中的二氧化碳濃度持續升高，進而造成全球暖化和氣候變遷等問題，近年來科學家嘗試使用光催化或電催化等還原方法將二氧化碳轉變成可再利用的能源以解決大氣中二氧化碳過量的問題。本研究選用具有強表面電漿共振效應(LSPR)之金屬元素作為光催化的活性位點，例如金、銀等，進一步探討其對於二氧化碳的光催化還原反應效果。此外，金、銀等過渡金屬元素含有多電子的d軌域，可以幫助穩定CO雙鍵的中間態，提高多電子轉移的機會，進而產生各種多碳產物如乙醛、乙醇等。 為了研究表面電漿共振效應對於光催化反應的影響同時增加有效的催化面積，本研究使用二氧化矽球做為基材，主要是利用Stöber溶膠凝膠法合成，並於其表面生長金銀奈米島狀結構。最後透過還原金屬離子的方式將金屬島狀結構生長於矽球上，改變生長液中所添加的金屬前驅物的量，可以調整島狀結構的間隙大小，並更進一步探討其與光催化還原二氧化碳的關係。最後將乘載好金銀奈米島的粉末樣品照射類太陽光源並連接氣相層析儀可以了解到產物生成速率以及光催化效率和二氧化碳還原產物種類。從結果可知，在長上適量銀的二氧化矽球對乙醇選擇性為54%，乙醛選擇性為34%，且光催化效率是最好為0.0485﹪，但隨著銀的負載量提升，光子效率降低導致還原效率降至0.0295﹪，而觀察到銀奈米島可幫助光催化二氧化碳產物乙醇與乙醛之選擇性提升，之後或許可以使用較大尺寸的矽球使銀島長得更加均勻，增加產物的產率。