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研究生： 張金喜
Jing-Xie Chang
論文名稱： 有機碘化物在金、銠、鉑(111)電極和有機二硫醇化物在鉑(111)電極的吸附結構
指導教授： 姚學麟
Shueh-Lin Yau
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
畢業學年度： 88
語文別： 中文
論文頁數： 67
中文關鍵詞： 碘化物 、二硫醇化物
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    • 碘、碘苯(IB)、碘庚烷(IH)、碘十二烷(IDD)和1,4-二羥基-2-碘苯(DHIB)在高規則度的金(111)、銠(111)和鉑(111)電極的吸附情形，已經由循環伏安儀(CV)和同步掃描穿隧顯微鏡(STM)觀察。結果發現與超高真空環境下相似，這些分子在室溫與照光界面中分解成碘原子和碳氫碎片；在電化學界面中，碘原子是電極表面上主要的吸附物質，而有機物質則可能聚合或形成穩定物質，根據DHIB的CV電量結果指出，分子仍可能吸附在表面上，雖然其覆蓋度只有十分之一單層膜。在金(111)和鉑(111)電極的界面分解過程當中，電化學電位造成些許的差異；高品質同步STM圖像顯示碘原子在金(111)表面形成(p x √3)結構，在銠(111)表面形成(√3 x √3)R 30°結構，而在鉑(111)表面上規則結構只出現在電位0.3 V以下，在高電位則出現不規則結構。碘原子和分子共吸附在金(111)表面的STM圖像，其每一個突出點的高度相同，故猜測電子穿隧應是經由和表面直接鍵結的碘原子端。所有分子均形成(p x √3)結構，但DHIB例外，因為將電位降低至0.3 V時，(p x √3)重構成(3 x 3)排列。
    STM亦被用以研究在電化學的環境中Pentiptycene-derived α,ω-alkanedithiols在鉑(111)表面上的單層膜吸附結構，結果顯示這些分子以摺疊的構形，形成一局部的(2√7 x √13)對稱結構，STM明確地顯示出此排列具有多種可能的轉動結構。由於本實驗的電壓是位於氫原子的吸附區間，大部分的電極表面為氫原子所佔據，因此雖然表面分子的吸附量少但卻集中於局部區域，而α,ω-alkanedithiols分子之選擇以摺疊構形吸附的主因是存在於鄰近分子碳鏈之間的凡得瓦作用力和它與吸附氫原子之間的推斥力。

    中文摘要------------------------------------------------------------Ⅰ 英文摘要------------------------------------------------------------Ⅲ 目錄----------------------------------------------------------Ⅳ 圖目錄------------------------------------------------------------Ⅵ 第一章 緒論-------------------------------------------------------------1 1-1前言-------------------------------------------------------------1 1-1-1 氣/固與液/固界面的比較----------------------------------------1 1-1-2 自我組合單層膜-------------------------------------------------------4 1-2 相關研究探討-------------------------------------------------------------9 1-2-1 相關碘苯的研究探討-------------------------------------------------9 1-2-2 關於有機二硫醇化合物的研究------------------------------------13 1-3 研究動機------------------------------------------------------------16 1-3-1 有機碘化物在金、銠、鉑(111)電極的吸附結構---------------16 1-3-2 有機二硫醇化物在鉑(111)電極的吸附結構-------------------17 第二章 實驗部分------------------------------------------------------------18 2-1 藥品部分------------------------------------------------------------18 2-2 氣體部分------------------------------------------------------------19 2-3 金屬部分------------------------------------------------------------19 2-4 儀器設備------------------------------------------------------------19 2-5 實驗步驟------------------------------------------------------------21 第三章 結果與討論----------------------------------------------------------26 3-1金(111)、銠(111)和鉑(111)電極的循環伏安圖---------------------26 3-1-1 碘吸附在金(111)電極的循環伏安圖-----------------------------26 3-1-2 有機碘化物吸附在金(111)電極的循環伏安圖-----------------27 3-1-3 1,4-二羥基-2-碘苯吸附在金(111)電極的伏安圖--------------28 3-1-4 DHIB吸附在銠(111)和鉑(111)電極的循環伏安圖-------------29 3-2 碘吸附在金(111)電極之STM圖像----------------------------------35 3-3 碘苯、碘十二烷、碘庚烷和1,4-二羥基-2-碘苯在金(111)電極 的STM圖像------------------------------------------------------------41 3-3-1 STM觀測碘苯在金(111)電極的吸附結構----------------------41 3-3-2 STM觀測烷基碘化物在金(111)電極的吸附結構--------------42 3-3-3 STM觀測1,4-二羥基-2-碘苯在金(111)的吸附結構-----------43 3-4 STM觀測碘苯在銠(111)和鉑(111)的吸附結構-------------------51 3-5 Pentiptycene-Derived α,ω-Alkanedithiol(PEN)的自我組合單 層膜結構------------------------------------------------------------55 3-5-1 吸附系統討論---------------------------------------------------------55 3-5-2 利用MM2分析PEN結構-------------------------------------------55 3-5-3 PEN吸附在鉑(111)電極的伏安圖--------------------------------56 3-5-4 STM觀測PEN之吸附結構-----------------------------------------57 第四章 結論------------------------------------------------------------63 參考文獻------------------------------------------------------------65

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