本實驗室在進行自然形成單層的研究中，利用具有二個氧化還原中心的雙二茂鐵烷硫化合物7 (bifc(CH2)6SH)與直鏈烷硫化合物共吸附於金(111)表面上，以電化學分析儀測定，發現會有二個可逆氧化還原峰產生而且其陰、陽極電位差皆小於59 mV，另外其掃描速率與電流成線性關係，均證實具有典型自然形成單層氧化還原性質，此外在單層分子上與在液態中重組能量差異，因此引起Fe－Fe之間相互作用力的不同。且在覆蓋率方面隨雙二茂鐵烷硫化合物7增加而增加的趨勢。鑑於儀器測定方面上的考量，嘗試利用奈米粒子模擬金(111)表面，並以NMR、IR、TEM、ICP-Ms、CV測定。從NMR、IR測量結果證明化合物10 (Au309-C6H13SH-bifc(CH2)6SH)可藉由雙二茂鐵烷硫化合物7與化合物9 (Au309-C6H13SH)進行取代反應，且推測分子可能受到金本身順磁性影響，因此使在NMR波峰訊號有變寬之傾向；此外於TEM測量其粒子並非單一大小，分佈約在1.2 ~ 4.9 nm；經EA計算化合物9約有72 ~ 74個直鏈烷硫化合物接在金球上；並由ICP-Ms分析結果知約具九個雙二茂鐵烷硫化合物7與化合物9進行取代成功。至於化合物10所測得之循環伏安圖，也都具有二 個可逆的氧化還原峰且陰、陽極電位差皆小於59 mV；掃描速率與電流成線性等關係，這些現象與單層分子8具有相同電化學行為，是典型的自然形成單層分子氧化還原性質，意即奈米粒子可以模擬金(111)表面，對於nanostructure上的鑑定仍須進行EPR、Mössbauer、UV、CV測定。

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目錄
第壹章 緒論
一、 前言……………………………………………………..……...1
二、 單層薄膜……………………………………………………….3
三、 單層薄膜吸附探討…………………………………….………4
1. 矽烷類…………………………………………………………4
2. 羧酸類…………………………………………………………5
3. 硫化物…………………………………………………………6
四、 單層分子的應用……………………………………….………7
五、 烷硫化合物之單層薄膜的探討……………………….………7
六、 二茂鐵烷硫化合物與直鏈烷硫化合物共吸附之單層薄膜
探討………………………………………………..………....10
不同比例的FcCO(CH2)11SH和CH3(CH2)9SH之共吸附…..12
七、 研究目標………………………………………….……….….15
第貳章 實驗部分
一、 儀器部分……………………………………………….…….19
二、 藥品部分……………………………………………….…….25
三、 合成部分……………………………………………….…….27
1. 所有化合物的合成流程…………………………..…………27
2. 化合物4的丙基化反應…………………………….…..……30
3. 化合物5的還原反應…………………………………..…….31
4. 化合物6的硫化反應…………………………………..…….33
5. 化合物7的硫化反應…………………………………..…….34
6. 化合物9的合成反應……………………………………..….35
7. 化合物10的取代反應..…………………………………..….36
四、SAM電極製備…………………………………………………37
第參章 結果與討論
一、 化合物7與單層分子8的電化學探討…………….…….…..38
1. 化合物7在溶液態下之電化學行為…………………..…….38
2. 單層分子8氧化還原行為探討…………………………..….44
3. 不同比例的化合物7和1-hexanethiol共吸附之
電化學行為………………………………………………..…48
二、 化合物10的鑑定………………………………………..……63
1. NMR鑑定…………………………………………………....63
2. FT-IR測定探討………………………………….…………..67
3. TEM測定………………………………………….…….…...69
4. 化合物10電化學行為探討………...………………………..72
第肆章 結論………………………………………………….….….83
第伍章 參考文獻………………………………………….……….86
附錄圖……………………………………………………………....89

















圖目錄
圖一. 受質與金屬表面示意圖……………………………..………..3
圖二. 矽烷類化合物於氫氧基表面上之單層分子示意圖………....4
圖三. 脂肪酸於氧化金屬表面上之單層分子示意圖……………....5
圖四. 烷硫化合物於金屬表面之單層分子示意圖………………....6
圖五. 烷硫直鏈分子化學吸附於金屬表面之單層形成圖………....8
圖六. 代表性二茂鐵烷硫化合物結構示意圖…………………..…..9
圖七. 二茂鐵烷硫化合物與直鏈烷硫化合物共吸附於
金(111)表面上排列示意圖……………….………………....11
圖八. 不同比例FcCO2(CH2)11SH和CH3(CH2)9SH
共吸附於金電極上之伏安圖…………………………….....13
圖九. 不同莫耳比的二茂鐵化合物與覆蓋率關係圖…...………...14
圖十. 利用奈米粒子模擬金(111)示意圖…………...…………..….16
圖十一. 奈米粒子3製備流程圖…………………………….……..18
圖十二. 自然形成之單層分子上電化學測量裝置圖………..…....22
圖十三. 圓柱型三電極系統之電化學測量裝置圖………………..24
圖十四. 化合物7分別在(a)在DME溶液態下與(b)金(111)上
之循環伏安圖…..……..………………………………….39
圖十五. 混合比例bifc(CH2)6SH和CH3(CH2)5SH共吸附於
金(111)之循環伏安圖………………………….…………50
圖十六. 不同莫耳比雙二茂鐵化合物7與覆蓋率關係圖………...52
圖十七. 混合比例bifc(CH2)6SH和CH3(CH2)5SH之循環
伏安圖中第一個氧化還原波其掃描速率與電流
關係圖…………………………………………………….55
圖十八. 混合比例bifc(CH2)6SH和CH3(CH2)5SH之循環
伏安圖中第二個氧化還原波其掃描速率與電流
關係圖…………………………………………………….56
圖十九. 化合物7之循環伏安圖中第一個氧化還原波其
掃描速率與電流關圖…………………………………….57
圖二十. 化合物7之循環伏安圖中第二個氧化還原波其
掃描速率與電流關係圖………………………………….58
圖二十一. 混合比例bifc(CH2)6SH和CH3(CH2)5SH之
循環伏安圖中第一個氧化還原波陰陽極
半波電位差與掃描速率關係圖……………….………61
圖二十二. 混合比例bifc(CH2)6SH和CH3(CH2)5SH之
循環伏安圖中第二個氧化還原波陰陽極
半波電位差與掃描速率關係圖…………………….…62
圖二十三. (a) 1-hexanethiol和(b)化合物9的13C-NMR
圖譜………………………………………….……….64
圖二十四. (a)化合物10和(b)化合物7及(c)化合物9
的13C-NMR圖譜………………..…………..………..66
圖二十五. (a)化合物9與(b)化合物7及(c)化合物10
IR光譜圖……………………………………….…...68
圖二十六. 化合物10 (a)低倍率(b)高倍率TEM光譜圖.….……...70
圖二十七. 奈米粒3 (a)低倍率(b)高倍率TEM光譜圖…….……...71
圖二十八. (a)化合物7在金(111)與(b)化合物10在DME
溶液態之循環伏安圖……………………………..…...73
圖二十九. 奈米粒子3之循環伏安圖………………………….…..76
圖三十. 化合物10循環伏安圖中掃描速率與電流
關係圖…….……………………………………………80
圖三十一. 化合物10連續掃描之循環伏安圖………………….....82


表目錄
表一. 化合物3、7、8、10之電化學數據…………………………..40


附錄圖目錄
附錄圖1. 化合物4之1H-NMR光譜圖…………………………...91
附錄圖2. 化合物5之1H-NMR光譜圖……………………………92
附錄圖3. 化合物6之1H-NMR光譜圖…………………..………..93
附錄圖4. 化合物6之13C-NMR光譜圖……………………….…..94
附錄圖5. 化合物6之1H-1H COSY光譜圖…………………..…...95
附錄圖6. 化合物6之1H-13C COSY 光譜圖………………...……96
附錄圖7. 化合物7之1H-NMR光譜圖………………….………..97
附錄圖8. 化合物7之13C-NMR光譜圖……………….……….…98
附錄圖9. 化合物7之1H-1H COSY光譜圖…………………..……99
附錄圖10. 化合物7之1H-13C COSY光譜圖…………….….….100
附錄圖11. 化合物7之13C-13C COSY光譜圖…………..………101
附錄圖12. 化合物9之1H-NMR光譜圖……………...………….102
附錄圖13. 化合物9之13C-NMR光譜圖…………….………..….103
附錄圖14. 化合物10之1H-NMR光譜圖…………………..…….104
附錄圖15. 化合物10之13C-NMR光譜圖…………….……….…105
附錄圖16. 1-hexanethiol之1H-NMR光譜圖……………..………106
附錄圖17. 1-hexanethiol之13C-NMR光譜圖………………....….107
附錄圖18. 1-hexanethiol之1H-1H COSY光譜圖………….….….108
附錄圖19. 1-hexanethiol之1H-13C COSY光譜圖…………….….109
附錄圖20. 1-hexanethiol之13C-13C COSY光譜圖………...…..…110
附錄圖21. 化合物4之質譜圖……………………………………111
附錄圖22. 化合物5之質譜圖……………………………………112
附錄圖23. 化合物6之質譜圖……………………………………113
附錄圖24. 化合物7之質譜圖……………………………………114

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