本研究第一部分藉由電化學氧化在銀基板沉積氯化銀奈米片結構，再利用電化學還原形成珊瑚狀奈米銀。根據FE-SEM、XRD和XPS可以看出製程上能合成出奈米銀，且表面具有孔隙和孔洞。在二氧化碳還原反應中，奈米銀能將二氧化碳還原成一氧化碳和氫氣，一氧化碳的法拉第效率值在 -1 V (vs RHE)為最高為82%，在局域表面電漿共振效應下，一氧化碳的法拉第效率在 -0.8 V (vs RHE)提高5%，證明LSPR效應所產生的熱電子對於二氧化碳還原反應能增加產物的選擇性。

第二部分為藉由銅奈米線對局域表面電漿共振效應來增益二氧化碳還原的產物，電化學氧化沉積氫氧化銅奈米管柱，再將其轉換成氧化亞銅奈米線。在銅對於二氧化碳還原中，碳氫化合物種有乙烯、甲烷、乙烷和一氧化碳，氧化亞銅奈米線升溫溫度在500℃的條件有最大的乙烯產物效率值，接著在不同電位的量測下，在電位 -2.3 V (vs Ag/AgCl)下，乙烯法拉第效率值有17%，照射450 nm雷射光下，在更低的電壓下，有著更好的乙烯增益百分比，也能證明局域表面電漿共振效應所產生的熱電子能增益於二氧化碳還原反應。

The first part of this study involved the electrochemical oxidation of silver to deposit silver chloride nanosheets on a metallic silver foil, and then electrochemical reduction to form coral-like nanostructured silver. Based on FE-SEM, XRD, and XPS analysis, it was observed that nano-silver can be synthesized in the process, and the surface has pores and holes. In the carbon dioxide reduction reaction, nano-silver can reduce carbon dioxide into carbon monoxide and hydrogen. The Faradaic efficiency of carbon monoxide reached a maximum of 82% at -1 V (vs RHE). Under the effect of LSPR, the Faradaic efficiency of carbon monoxide increased by 5% at -0.8 V (vs RHE). It is proved that the hot electrons generated by the LSPR effect can increase the selectivity of the product for the carbon dioxide reduction reaction.

The second part used the LSPR effect of copper nanowires to gain carbon dioxide reduction products. Hydroxide copper nanotube columns were electrochemically oxidized and converted into cuprous oxide nanowires. In the reduction of copper to carbon dioxide, the hydrocarbon species include ethylene, methane, ethane, and carbon monoxide. The temperature of cuprous oxide nanowires has the maximum ethane product efficiency value at 500℃. Furthermore, under different potential measurements, at a potential of -2.3 V (vs Ag/AgCl), the ethylene Faradaic efficiency value is 17%. When irradiated with a 450 nm laser providing evidence that the thermally generated hot electrons from the LSPR effect can enhance the carbon dioxide reduction reaction.

第一章、序論 25
1.1前言 25
1.2 二氧化碳簡介 26
第二章、理論基礎與文獻回顧 27
2.1電化學 27
2.1.1簡介 27
2.1.2電化學系統架構 27
2.2 析氫反應 (Hydrogen evolution reaction，HER) 28
2.2.1 HER熱力學 28
2.3 二氧化碳還原反應 (CO2 reduction reaction，CO2RR) 29
2.4金屬粒子上的表面電漿子共振 (LSPR) 30
2.5 研究動機 31
2.5.1 LSPR應用於二氧化碳還原反應 31
2.5.2氧化亞銅 32
第三章、實驗步驟與方法 33
3.1珊瑚狀奈米銀局域表面電漿共振應用於二氧化碳還原反應 33
3.1.1工作基板製備 33
3.2氧化亞銅奈米線局域表面電漿共振應用於二氧化碳還原反應 34
3.2.1工作基板製備 34
3.3材料特性分析 36
3.3.1場發射掃描式電子顯微鏡 36
3.3.2 X-ray 繞射儀 37
3.3.3 X射線光電子能譜儀 38
3.3.4吸收光譜儀 39
3.3.5氣象層析儀 (Gas Chromatography) 40
3.3.6拉曼光譜 41
3.4電化學分析 42
3.4.1線性掃描伏安法 (LSV)、循環伏安法 (CV) 42
3.4.2安培法 (Amperometric i-t curve) 43
3.4.3光電轉換效率 (IPCE) 43
3.4.4法拉第效率 (Faraday Efficiency，FE%) 43
第四章、結果與討論 45
4.1奈米銀局域表面電漿共振效應增益電化學還原二氧化碳 45
4.1.1 FE-SEM分析 45
4.1.2 EDS分析 47
4.1.3 XRD分析 48
4.1.4 XPS分析 50
4.1.5 Absorption Spectra之鍵結分析 51
4.1.6不同氣氛條件線性伏安法分析 (LSV) 52
4.1.7不同氣氛條件循環伏安法分析 (CV) 54
4.1.8不同光功率分析 55
4.1.9不同光波長分析 57
4.1.10氣體產物量測與氣相層析儀 (GC) 58
不照射雷射光氣體產物分析 58
照射雷射光氣體產物分析 59
不同光功率氣體產物分析 61
不同雷射波長氣體產物分析 62
4.1.11結論 63
4.2氧化亞銅奈米線局域表面電漿共振應用於二氧化碳還原反應 65
4.2.1 FE-SEM分析 66
4.2.2 EDS分析 68
4.2.3 Raman分析 69
4.2.4 XRD分析 70
4.2.5 XPS分析 71
4.2.6 Absorption Spectra之鍵結分析 72
4.2.7氣體產物量測與氣相層析儀 (GC) 73
不同升溫溫度之氣體產物分析 73
不同還原電位之氣體產物分析 74
照射雷射光之氣體產物分析 75
4.2.8結論 77
第五章、結論與未來展望 79
第六章、參考文獻 81

[1] GREENPEACE,溫室效應是什麼？溫室氣體有哪些？與全球暖化有什麼關係？
[2] 泛科學,該如何解開「能源」議題裡的愛恨糾葛？在路途中想像未來吧！──《人類大未來》
[3] 材料世界網,電化學催化二氧化碳還原生成化學燃料之發展與趨勢
[4] Chang, F., Xiao, M., Miao, R., Liu, Y., Ren, M., Jia, Z., ... & Yang, L. (2022). Copper-based catalysts for electrochemical carbon dioxide reduction to multicarbon products. Electrochemical Energy Reviews, 5(3), 4.
[5] 再生能源資訊網,CO2再利用技術之電化學應用趨勢
[6] Zeng, M., & Li, Y. (2015). Recent advances in heterogeneous electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction. Journal of Materials Chemistry A, 3(29), 14942-14962.
[7] Zhao, X., Du, L., You, B., & Sun, Y. (2020). Integrated design for electrocatalytic carbon dioxide reduction. Catalysis Science & Technology, 10(9), 2711-2720.
[8] Kosuda, K., Bingham, J., Wustholz, K., & Van Duyne, R. (2010). Nanostructures and surfaceenhanced Raman spectroscopy. Handbook of Nanoscale Optics and Electronics, 309.
[9] Copper(I) oxide. https://en.wikipedia.org/wiki/Copper(I)_oxide
[10] Lee, C. Y., Zhao, Y., Wang, C., Mitchell, D. R., & Wallace, G. G. (2017). Rapid formation of self-organised Ag nanosheets with high efficiency and selectivity in CO2 electroreduction to CO. Sustainable Energy & Fuels, 1(5), 1023-1027.
[11] 陳映臻(2020).銀奈米金屬之表面電漿輔助電化學應用之研究.國立東華大學光電工程研究所碩士論文.
[12] 陳忠柏(2017).磷化亞銅奈米結構之合成與其電化學應用.國立東華大學光電工程研究所碩士論文.
[13] 葉宣佑(2019).氧化亞銅/氧化鋅/二氧化鈦/白金奈米線結構應用於光電化學分解水產氫.國立東華大學光電工程研究所碩士論文.
[14] 材料世界網, SEM-電子顯微鏡介紹
[15] 科學online-國立台灣大學, X-光繞射與布拉格定律
[16] 米格實驗室, XPS原理及應用
[17] 賽默飛知識家, 氣象層析法GC基礎知識及其原理詳解，讓你一看就上手!
[18] Jensen, W. B. (2012). Faraday’s laws or Faraday’s law?. Journal of Chemical Education, 89(9), 1208-1209.
[19] Kas, R., Kortlever, R., Milbrat, A., Koper, M. T., Mul, G., & Baltrusaitis, J. (2014). Electrochemical CO2 reduction on Cu2O-derived copper nanoparticles: controlling the catalytic selectivity of hydrocarbons. Physical Chemistry Chemical Physics, 16(24), 12194-12201
[20] Silver Nanoparticles: Optical Properties
[21] Linic, S., Aslam, U., Boerigter, C., & Morabito, M. (2015). Photochemical transformations on plasmonic metal nanoparticles. Nature materials, 14(6), 567-576.
[22] Ahlawat, M., Mittal, D., & Govind Rao, V. (2021). Plasmon-induced hot-hole generation and extraction at nano-heterointerfaces for photocatalysis. Communications Materials, 2(1), 114.
[23] Fang, J., & Xuan, Y. (2017). Investigation of optical absorption and photothermal conversion characteristics of binary CuO/ZnO nanofluids. RSC advances, 7(88), 56023-56033.
[24] Chen, X., Zhao, Y., Han, J., & Bu, Y. (2023). Copper‐Based Catalysts for Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide to Ethylene. ChemPlusChem, 88(1), e202200370.
[25] Kong, Q., An, X., Liu, Q., Xie, L., Zhang, J., Li, Q., ... & Sun, C. (2023). Copper-based catalysts for the electrochemical reduction of carbon dioxide: progress and future prospects. Materials Horizons.