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Subject: search.filters.subject.carbon nanotube

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    含胺基取代聯吡啶釕錯合物修飾奈米碳管之研究與應用
    (2013) 張庭瑜; Ting Yu Chang
    有鑒於[Ru(bpy)3]2+衍生物具有獨特光電化學性質以及5-胺基菲羅啉（簡稱NH2-phen）可進行氧化聚合反應，本論文便以NH2-phen與[Ru(bpy)2]Cl2製備[Ru(bpy)2(NH2-phen)]2+，再藉由化學還原修飾法將其修飾於奈米碳管(簡稱MWNT )表面，以探討其應用潛力。根據螢光圖譜分析、原子力顯微術以及穿隧電子顯微術影像，我們證實 [Ru(bpy)2(NH2-phen)]2+可經由化學還原修飾法吸附於碳管表面，而吸附速率與[Ru(bpy)2(N2-phen)]2+經偶氮化後脫氮的反應速率有關，並與反應條件，如時間、溫度、維生素C以及亞硝酸鈉的濃度有關。本論文也以含[Ru(bpy)2(phen-NH2)]2+的修飾碳管微粒作為光敏劑，藉以誘發Thionine chloride進行氧化聚合反應。實驗結果顯示此修飾微粒可在UV光照射下加速Thionine chloride氧化聚合。此外，我們也將該奈米碳管製成修飾電極，藉以檢測葡萄糖、維生素C、尿酸以及NADH，發現修飾有[Ru(bpy)2(NH2-phen)]2+的碳管比未修飾的碳管具有較高靈敏度，可知[Ru(bpy)2(NH2-phen)]2+具有生化感測的應用潛力。
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    修飾奈米碳管以模仿雙核有機金屬催化劑
    (2016) 黃雨柔; Huang, Yu-Jou
    面臨能源短缺和環境汙染問題，發展永續能源是當務之急。太陽能驅動的水裂解反應(Water splitting)是解決能源危機和環境污染問題的一個理想途徑。其中，水氧化步驟為此反應過程的瓶頸反應，所以如何製備出高效能水氧化催化劑(Water oxidation catalysts, WOCs)是一個重要的議題。因此，在本研究中，我們運用理論計算方法建構一個氮參雜單層奈米碳管(N-doped single wall carbon nanotube)的化學分子模型，並探討此催化劑在水裂解反應過程中的催化效果。 首先，我們利用自旋極化密度泛函理論(spin-polarized DFT)來探討不同曲率之碳管模型的穩定性以及其水分子吸附能。此外，在電化學催化部分，除了使用密度泛函理論之外並加入凡德瓦爾(Van der Waals)作用力(DFT-D3)作計算。我們預想模型中的兩個活化位皆發生氧化反應，則可得知在水氧化過程中中間物(intermediate)的自由能大小及反應過電壓。 管徑為(5,5)、(6,6)、(7,7)、(8,8)、(10,10)之奈米碳管皆可進行水氧化反應，其過電壓大約在0.477至0.605伏特之間，比大部分的金屬塊材與金屬氧化物來的小。因此，這類的奈米碳管有較好的水氧化催化效果。然而，管徑為(12,12)之奈米碳管無法形成1212_1_2O的模型。在本研究中，我們成功地建構出高效能的水氧化催化劑——氮參雜單層奈米碳管。此模擬結果對未來水氧化催化劑的合成與應用具有重要的意義。
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    利用理論計算來研究如何合成及修改奈米碳管
    (2016) 葉相均; Yeh, Hsiang-Chun
    奈米碳管的應用非常的廣泛，經過各種類型的研究，碳管在催化上能夠有良好的效果，其重點是研究各種缺陷位對於碳管之貢獻，而這裡則鎖定於graphite-like型式的氮參雜缺陷為主體，先比較四個氮的缺陷與三個氮的缺陷位的性質，也考量參雜不一樣的金屬原子，比較其形成能的變化趨勢，在觀察吸附不同小分子的吸附能，發現其3N與4N兩種不同的缺陷，形成完全不同的配位場。 　　接著利用包含空位缺陷，stone-wales缺陷，氧氣吸附的吸附位，與含氮之缺陷位，這幾種類型是可能在合成碳管中出現的結構，找出其不同類型的缺陷位所擁有的關聯性，來加以判斷在合成碳管的過程中，其可能的趨勢為何種情況，最後，為了能夠控制出其缺陷位之形狀，而也找出一種能夠修復空位太大之情況。