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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/33899
標題: | 利用超重力系統開發奈米銀的綠色製程 A Green Chemical Process for Preparing Silver Nanoparticles Using the High-gravity Technique |
作者: | Yao-Hsuan Wang 王耀萱 |
指導教授: | 戴怡德 |
關鍵字: | 超重力,奈米銀,旋轉盤反應器,綠色奈米技術, high-gravity,nano-silver,spinning disk reactor,green nanotechnology, |
出版年 : | 2006 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 奈米銀在導電、光學、熱性質、催化反應等方面都有極佳的效果,而應用的方向則取決於本身的尺寸與表面形態。常見的製備方法主要分為化學法與物理法,合成技術首推化學還原法,優點在於可提供分子層次的化學反應,不但操作簡單,成本也相當低。然而還原法所使用的還原劑多為甲醛、聯胺、乙二醇等有機溶劑,雖然具有很高的化學活性,但對於人體與環境卻有相當大的危害。工業上化學還原法常在批次反應槽中進行,不但耗時且常需要加熱來加速反應,產物也往往面臨粒徑過大或是粒徑分布不均的情形。
而為了能克服傳統化學還原法的問題,近年來一種新製程-超重力反應結晶技術:利用旋轉盤反應器來製備奈米粒子,以強大的離心力取代一般的重力場,利用高剪應力將流體在旋轉盤表面形成極薄的液膜,旋轉盤表面也會產生波浪與漣漪,可以縮短微觀混合的時間使得粒徑能夠均一;能增強質傳的速率縮小粒子的尺寸。另外此種反應器有較大的表面積對體積比(surface area to volume ratio)可以降低粒子間的碰撞頻率,減少聚集現象的發生。實驗中所使用的還原劑為葡萄糖,保護劑為澱粉與PVP,都不會對環境造成危害。 製備方法分為連續式與循環式兩種:以循環式為例,數目平均粒可小於10奈米,產率最高也可到92.0%,反應時間也在十分鐘以內。而連續式則是以每分鐘1.5升的單位時間產能最高,數目平均粒徑為2.7奈米,產率為67.0%。而將連續式改良之後,產率可大幅提升至81%,且粒徑可維持在5nm,故能發展成商業化之連續製程。將清洗後的漿液再重新分散至水中,雖然粒徑分布有變大的情形,但仍可維持在10nm以下。再配合安全低毒性的SDS作為再分散劑,可使系統穩定懸浮50天以上。從上述結果來看,本研究成功地利用超重力設備發展出奈米銀的綠色製程,不但環保且符合經濟效益。 |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/33899 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 化學工程學系 |
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