本論文旨在利用實驗室所合成出具有空心形貌及Ia3d結構的中孔洞二氧化矽材料MMT-2作為模板，製備碳與金屬的中孔洞空心球，並應用於氣體感測與燃料電池。研究內容分為兩部分，第一部分以糠醇作為碳前驅物，合成出具有高表面積的中孔洞空心碳球反結構，再含浸不同型態的單體，以自由基聚合反應將高分子交織在碳材的孔洞結構內。所製備高分子複合中孔洞空心碳材，應用在低濃度氨氣的感測。發現相較於傳統的高分子膜及我們開發的第一代片狀高分子複合中孔洞碳材，有較佳的氣體吸附量、較高的靈敏度及較快的反應速率。論文的第二部分利用MMT-2所具中空結構，負載大量金屬前驅物，再經由氫氣還原後，移除模板而得到中孔洞空心雙金屬(鉑、釕)球反結構，藉由改變鉑釕比例，研究對甲醇氧化催化活性的影響。以X光吸收光譜分析其合金程度，利用伏安法了解甲醇氧化反應催化活性，發現中孔洞空心鉑釕球相較於商用鉑黑有較佳的甲醇氧化活性、抗毒化效果及穩定性。

參考文獻
[1]Wan, Y.; Zhao Chemical Reviews 2007, 107, 2821.
[2]Raman, N. K.; Anderson, M. T.; Brinker, C. J. Chemistry of Materials 1996, 8, 1682.
[3]Garcia-Bennett, A. E.; Miyasaka, K.; Terasaki, O.; Che, S. Chemistry of Materials 2004, 16, 3597.
[4]Kaneda, M.; Tsubakiyama, T.; Carlsson, A.; Sakamoto, Y.; Ohsuna, T.; Terasaki, O.; Joo, S. H.; Ryoo, R. The Journal of Physical Chemistry B 2002, 106, 1256.
[5]Sakamoto, Y.; Kaneda, M.; Terasaki, O.; Zhao, D. Y.; Kim, J. M.; Stucky, G.; Shin, H. J.; Ryoo, R. Nature 2000, 408, 449.
[6]Yu, T.; Zhang, H.; Yan, X.; Chen, Z.; Zou, X.; Oleynikov, P.; Zhao, D. The Journal of Physical Chemistry B 2006, 110, 21467.
[7]Zhao, D.; Feng, J.; Huo, Q.; Melosh, N.; Fredrickson, G. H.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Science 1998, 279, 548.
[8]Soler-Illia, G. J. d. A. A.; Crepaldi, E. L.; Grosso, D.; Sanchez, C. Current Opinion in Colloid & Interface Science 2003, 8, 109.
[9]Ji, X.; Lee, K. T.; Monjauze, M.; Nazar, L. F. Chemical Communications 2008, 0, 4288.
[10]Zhang, H.; Sun, J.; Ma, D.; Weinberg, G.; Su, D. S.; Bao, X. The Journal of Physical Chemistry B 2006, 110, 25908.
[11]Zhang, H.; Sun, J.; Ma, D.; Bao, X.; Klein-Hoffmann, A.; Weinberg, G.; Su, D.; Schlögl, R. Journal of the American Chemical Society 2004, 126, 7440.
[12]Yu, C.; Fan, J.; Tian, B.; Zhao, D. Chemistry of Materials 2004, 16, 889.
[13]Zhao, D.; Sun, J.; Li, Q.; Stucky, G. D. Chemistry of Materials 2000, 12, 275.
[14]Cauda, V.; Onida, B.; Platschek, B.; Muhlstein, L.; Bein, T. Journal of Materials Chemistry 2008, 18, 5888.
[15]Han, Y.; Ying, J. Y. Angewandte Chemie International Edition 2005, 44, 288.
[16]Moller, K.; Bein, T. Chemistry of Materials 1998, 10, 2950.
[17]Yang, H.; Zhao, D. Journal of Materials Chemistry 2005.
[18]Beck, J. S.; Vartuli, J. C.; Roth, W. J.; Leonowicz, M. E.; Kresge, C. T.; Schmitt, K. D.; Chu, C. T. W.; Olson, D. H.; Sheppard, E. W. Journal of the American Chemical Society 1992, 114, 10834.
[19]Ryoo, R.; Joo, S. H.; Jun, S. The Journal of Physical Chemistry B 1999, 103, 7743.
[20]Lee, J.; Kim, J.; Hyeon, T. Advanced Materials 2006, 18, 2073.
[21]Ryoo, R.; Joo, S. H.; Jun, S.; Tsubakiyama, T.; Terasaki, O. In Studies in Surface Science and Catalysis; A. Galarneau, F. F. F. D. R., Vedrine, J., Eds.; Elsevier: 2001; Vol. Volume 135, p 150.
[22]Jun, S.; Joo, S. H.; Ryoo, R.; Kruk, M.; Jaroniec, M.; Liu, Z.; Ohsuna, T.; Terasaki, O. Journal of the American Chemical Society 2000, 122, 10712.
[23]Joo, S. H.; Choi, S. J.; Oh, I.; Kwak, J.; Liu, Z.; Terasaki, O.; Ryoo, R. Nature 2001, 412, 169.
[24]Choi, M.; Ryoo, R. Nature Materials 2003, 2, 473.
[25]Saramat, A.; Thormahlen, P.; Skoglundh, M.; Attard, G. S.; Palmqvist, A. E. C. Journal of Catalysis 2008, 253, 253.
[26]Wang, H.; Jeong, H. Y.; Imura, M.; Wang, L.; Radhakrishnan, L.; Fujita, N.; Castle, T.; Terasaki, O.; Yamauchi, Y. Journal of the American Chemical Society 2011, 133, 14526.
[27]Bauer, A.; Wilkinson, D. P.; Gyenge, E. L.; Bizzotto, D.; Ye, S. Journal of the Electrochemical Society 2009, 156, B1169.
[28]Kucernak, A.; Jiang, J. H. Chemical Engineering Journal 2003, 93, 81.
[29]Ghanem, M. A. Electrochemistry Communications 2007, 9, 2501.
[30]Han, J. H.; Choi, H. N.; Park, S.; Chung, T. D.; Lee, W. Y. Analytical Sciences 2010, 26, 995.
[31]Attard, G. S.; Goltner, C. G.; Corker, J. M.; Henke, S.; Templer, R. H. Angewandte Chemie International Edition 1997, 36, 1315.
[32]Attard, G. S.; Bartlett, P. N.; Coleman, N. R. B.; Elliott, J. M.; Owen, J. R.; Wang, J. H. Science 1997, 278, 838.
[33]Yamauchi, Y.; Kuroda, K. Chemistry – An Asian Journal 2008, 3, 664.
[34]Shi, Y.; Wan, Y.; Zhao, D. Chemical Society Reviews 2011, 40, 3854.
[35]Han, Y. J.; Kim, J. M.; Stucky, G. D. Chemistry of Materials 2000, 12, 2068.
[36]Liu, Z.; Sakamoto, Y.; Ohsuna, T.; Hiraga, K.; Terasaki, O.; Ko, C. H.; Shin, H. J.; Ryoo, R. Angewandte Chemie International Edition 2000, 39, 3107.
[37]Shin, H. J.; Ryoo, R.; Liu, Z.; Terasaki, O. Journal of the American Chemical Society 2001, 123, 1246.
[38]Wang, D. H.; Jakobson, H. P.; Kou, R.; Tang, J.; Fineman, R. Z.; Yu, D. H.; Lu, Y. F. Chemistry of Materials 2006, 18, 4231.
[39]Takai, A.; Ataee-Esfahani, H.; Doi, Y.; Fuziwara, M.; Yamauchi, Y.; Kuroda, K. Chemical Communications 2011, 47, 7701.
[40]Sasaki, M.; Osada, M.; Sugimoto, N.; Inagaki, S.; Fukushima, Y.; Fukuoka, A.; Ichikawa, M. Microporous and Mesoporous Materials 1998, 21, 597.
[41]Sasaki, M.; Osada, M.; Higashimoto, N.; Yamamoto, T.; Fukuoka, A.; Ichikawa, M. Journal of Molecular Catalysis a-Chemical 1999, 141, 223.
[42]Doi, Y.; Takai, A.; Sakamoto, Y.; Terasaki, O.; Yamauchi, Y.; Kuroda, K. Chemical Communications 2010, 46, 6365.
[43]Takai, A.; Doi, Y.; Yamauchi, Y.; Kuroda, K. Chemistry – An Asian Journal 2011, 6, 881.
[44]Fukuoka, A.; Higashimoto, N.; Sakamoto, Y.; Inagaki, S.; Fukushima, Y.; Ichikawa, M. Microporous and Mesoporous Materials 2001, 48, 171.
[45]Jiang, J.; Kucernak, A. Electrochemistry Communications 2009, 11, 623.
[46]Liu, C.; Tan, R.; Yu, N.; Yin, D. Microporous and Mesoporous Materials 2010, 131, 162.
[47]Karthika, P.; Ataee-Esfahani, H.; Wang, H.; Francis, M. A.; Abe, H.; Rajalakshmi, N.; Dhathathreyan, K. S.; Arivuoli, D.; Yamauchi, Y. Chemistry – An Asian Journal 2013, 8, 902.
[48]Wagner, T.; Haffer, S.; Weinberger, C.; Klaus, D.; Tiemann, M. Chemical Society Reviews 2013, 42, 4036.
[49]Ku, P. H.; Hsiao, C. Y.; Chen, M. J.; Lin, T. H.; Li, Y. T.; Liu, S. C.; Tang, K. T.; Yao, D. J.; Yang, C. M. Langmuir 2012, 28, 11639.
[50]孫又予 淺談表面聲波電子元件, 1975.
[51]馬至欽 人類嗅覺的延伸---電子鼻. 豪微科技專輯, 1999.
[52]路煒 電子鼻的開發與應用簡述, 2005.
[53]Falcitelli, M. B., A.;Di Francesco, F.;Domenici, C.;Marano, L.;Pioggia, G. Sensors and Actuators B: Chemical 2002, 85.
[54]Janata, J. J., M.;Devaney, D. M. Analytical Chemistry 1994, 66.
[55]Janata, J. J., M.;Vanysek, P.;DeVaney, D. M. Analytical Chemistry 1998, 70.
[56]Yamazoe, N. S., G.;Shimanoe, K. Catalysis Surveys from Asia 2003, 7.
[57]Walcarius, A. Chemical Society Reviews 2013, 42, 4098.
[58]林伸茂 新能源時代的DMFC; 旗標出版社, 2006.
[59]Carrette, L.; Friedrich, K. A.; Stimming, U. ChemPhysChem 2000, 1, 162.
[60]Xiong, L. Synthesis and Characterization of Nanostructured Electrocatalysts for Proton Exchange Membrane and Direct Methanol Fuel Cells, 2004
[61]Hogarth, M. P.; Ralph, T. R. Platinum Metals Review 2002, 46, 146.
[62]Ianniello, R.; Schmidt, V. M.; Stimming, U.; Stumper, J.; Wallau, A. Electrochimica Acta 1994, 39, 1863.
[63]Kauranen, P. S.; Skou, E.; Munk, J. Journal of Electroanalytical Chemistry 1996, 404, 1.
[64]Oetjen, H. F.; Schmidt, V. M.; Stimming, U.; Trila, F. Journal of the Electrochemical Society 1996, 143, 3838.
[65]Wang, K.; Gasteiger, H. A.; Markovic, N. M.; Ross Jr, P. N. Electrochimica Acta 1996, 41, 2587.
[66]Gasteiger, H. A.; Markovic, N.; Ross, P. N.; Cairns, E. J. The Journal of Physical Chemistry 1993, 97, 12020.
[67]Tong; Kim, H. S.; Babu, P. K.; Waszczuk, P.; Wieckowski, A.; Oldfield, E. Journal of the American Chemical Society 2001, 124, 468.
[68]Waszczuk, P.; Solla-Gullón, J.; Kim, H. S.; Tong, Y. Y.; Montiel, V.; Aldaz, A.; Wieckowski, A. Journal of Catalysis 2001, 203, 1.
[69]Liu, Z.; Lee, J. Y.; Chen, W.; Han, M.; Gan, L. M. Langmuir 2003, 20, 181.
[70]Colmati, F.; Antolini, E.; Gonzalez, E. R. Electrochimica Acta 2005, 50, 5496.
[71]Wang, J.; Holt-Hindle, P.; MacDonald, D.; Thomas, D. F.; Chen, A. Electrochimica Acta 2008, 53, 6944.
[72]Ordóñez, L. C.; Roquero, P.; Sebastian, P. J.; Ramírez, J. International Journal of Hydrogen Energy 2007, 32, 3147.
[73]Zeng, J.; Yang Lee, J. International Journal of Hydrogen Energy 2007, 32, 4389.
[74]Mott, D.; Luo, J.; Njoki, P. N.; Lin, Y.; Wang, L.; Zhong, C.-J. Catalysis Today 2007, 122, 378.
[75]Antolini, E.; Salgado, J. R. C.; Gonzalez, E. R. Applied Catalysis B: Environmental 2006, 63, 137.
[76]Lepró, X.; Terrés, E.; Vega-Cantú, Y.; Rodríguez-Macías, F. J.; Muramatsu, H.; Kim, Y. A.; Hayahsi, T.; Endo, M.; Torres R, M.; Terrones, M. Chemical Physics Letters 2008, 463, 124.
[77]Chen, A.; Holt-Hindle, P. Chemical Reviews 2010, 110, 3767.
[78]Watanabe, M.; Motoo, S. Journal of Electroanalytical Chemistry 1975, 60, 267.
[79]Jusys, Z.; Kaiser, J.; Behm, R. J. Electrochimica Acta 2002, 47, 3693.
[80]Yajima, T.; Uchida, H.; Watanabe, M. The Journal of Physical Chemistry B 2004, 108, 2654.
[81]Gary L. Miessler, D. A. T. Inorganic chemistry; Pearson Education, 2004.
[82]Igarashi, H.; Fujino, T.; Zhu, Y.; Uchida, H.; Watanabe, M. Physical Chemistry Chemical Physics 2001, 3, 306.
[83]Kawaguchi, T.; Sugimoto, W.; Murakami, Y.; Takasu, Y. Electrochemistry Communications 2004, 6, 480.
[84]Ley, K. L.; Liu, R.; Pu, C.; Fan, Q.; Leyarovska, N.; Segre, C.; Smotkin, E. S. Journal of the Electrochemical Society 1997, 144, 1543.
[85]Gurau, B.; Viswanathan, R.; Liu, R.; Lafrenz, T. J.; Ley, K. L.; Smotkin, E. S.; Reddington, E.; Sapienza, A.; Chan, B. C.; Mallouk, T. E.; Sarangapani, S. The Journal of Physical Chemistry B 1998, 102, 9997.
[86]Salazar-Banda, G. R.; Eguiluz, K. I. B.; Pupo, M. M. S.; Suffredini, H. B.; Calegaro, M. L.; Avaca, L. A. Journal of Electroanalytical Chemistry 2012, 668, 13.
[87]Hwang, B.-J.; Sarma, L. S.; Chen, J.-M.; Chen, C.-H.; Shih, S.-C.; Wang, G.-R.; Liu, D.-G.; Lee, J.-F.; Tang, M.-T. Journal of the American Chemical Society 2005, 127, 11140.
[88]Pozio, A.; De Francesco, M.; Cemmi, A.; Cardellini, F.; Giorgi, L. Journal of Power Sources 2002, 105, 13.
[89]Taufany, F.; Pan, C.-J.; Lai, F.-J.; Chou, H.-L.; Sarma, L. S.; Rick, J.; Lin, J.-M.; Lee, J.-F.; Tang, M.-T.; Hwang, B.-J. Chemistry – A European Journal 2013, 19, 905.
[90]Li, J.; Liu, J.; Wang, D.; Guo, R.; Li, X.; Qi, W. Langmuir 2010, 26, 12267.
[91]Xu, M.; Arnold, A.; Buchholz, A.; Wang, W.; Hunger, M. The Journal of Physical Chemistry B 2002, 106, 12140.
[92]Bertarione, S.; Bonino, F.; Cesano, F.; Damin, A.; Scarano, D.; Zecchina, A. The Journal of Physical Chemistry B 2008, 112, 2580.
[93]Feng, Z.; Li, Y.; Niu, D.; Li, L.; Zhao, W.; Chen, H.; Li, L.; Gao, J.; Ruan, M.; Shi, J. Chemical Communications 2008, 2629.
[94]趙哲新 以表面聲波震盪電路為基礎之氣體感測系統 清華大學, 2009.
[95]Boujday, S.; Lehman, J.; Lambert, J. F.; Che, M. Catalysis Letters 2003, 88, 23.
[96]胡佑維 中孔洞鉑基金屬空心奈米球的製備及其電催化性質之研究 清華大學, 2012.
[97]Solovyov, L. A.; Zaikovskii, V. I.; Shmakov, A. N.; Belousov, O. V.; Ryoo, R. Journal of Physical Chemistry B 2002, 106, 12198.
[98]Doktoringenieur Kinetics of Methanol Electrooxidation on PtRu Catalysts in a Membrane Electrode Assembly Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 2005
[99]Chu, D.; Gilman, S. Journal Name: Journal of the Electrochemical Society; Journal Volume: 143; Journal Issue: 5; Other Information: PBD: May 1996 1996, Medium: X; Size: pp. 1685.
[100]Roth, C.; Martz, N.; Hahn, F.; Léger, J.-M.; Lamy, C.; Fuess, H. Journal of the Electrochemical Society 2002, 149, E433.
[101]Iwasita, T. Electrochimica Acta 2002, 47, 3663.
[102]Jones, S.; Tedsree, K.; Sawangphruk, M.; Foord, J. S.; Fisher, J.; Thompsett, D.; Tsang, S. C. E. ChemCatChem 2010, 2, 1089.
[103]Xu, C.; Wang, L.; Mu, X.; Ding, Y. Langmuir 2010, 26, 7437.
[104]Wang, L.; Yamauchi, Y. Chemistry – A European Journal 2011, 17, 8810.
[105]Holstein, W. L.; Rosenfeld, H. D. The Journal of Physical Chemistry B 2004, 109, 2176.
[106]Jeon, M. K.; Lee, K. R.; Oh, K. S.; Hong, D. S.; Won, J. Y.; Li, S.; Woo, S. I. Journal of Power Sources 2006, 158, 1344.
[107]Boo, H.; Park, S.; Ku, B.; Kim, Y.; Park, J. H.; Kim, H. C.; Chung, T. D. Journal of the American Chemical Society 2004, 126, 4524.
[108]Beden, B.; Juanto, S.; Leger, J. M.; Lamy, C. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry 1987, 238, 323.
[109]Lebedeva, N. P.; Koper, M. T. M.; Herrero, E.; Feliu, J. M.; van Santen, R. A. Journal of Electroanalytical Chemistry 2000, 487, 37.
[110]Wang, S.; Kuai, L.; Huang, Y.; Yu, X.; Liu, Y.; Li, W.; Chen, L.; Geng, B. Chemistry – A European Journal 2013, 19, 240.
[111]Takai, A.; Saida, T.; Sugimoto, W.; Wang, L.; Yamauchi, Y.; Kuroda, K. Chemistry of Materials 2009, 21, 3414.
[112]Kabbabi, A.; Faure, R.; Durand, R.; Beden, B.; Hahn, F.; Leger, J. M.; Lamy, C. Journal of Electroanalytical Chemistry 1998, 444, 41.
[113]Sinfelt, J. H.; Meitzner, G. D. Accounts of Chemical Research 1993, 26, 1.
[114]Lytle, F. W. Journal of Synchrotron Radiation 1999, 6, 123.