A Green Chemical Process for Preparing Silver Nanoparticles Using the High-gravity Technique
Date Issued
2006
Date
2006
Author(s)
Wang, Yao-Hsuan
DOI
zh-TW
Abstract
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。
Subjects
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
Type
thesis
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Name
ntu-95-R93524002-1.pdf
Size
23.53 KB
Format
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