戴怡德臺灣大學：化學工程學研究所王耀萱Wang, Yao-HsuanYao-HsuanWang2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/52065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。中文摘要 I 英文摘要 III 目錄 V 圖索引 VIII 表索引 XII 第一章 緒論 1 第二章 文獻回顧 3 2-1 奈米銀的殺菌能力 3 2-1-1 銀對大腸桿菌的殺菌效果 3 2-1-2 奈米銀應用抗菌骨骼癒合劑 4 2-1-3 奈米銀應用於淨水設備 5 2-2 奈米銀之化學還原法 9 2-3 綠色化學製程 16 2-4 結晶的基本理論 20 2-4-1 溶解度積與過飽和度 20 2-4-2 微觀混合對結晶的影響 23 2-5 超重力系統簡介 26 2-5-1 超重力系統之誕生 26 2-5-2 超重力系統的構造與基本原理 29 2-6 超重力系統的應用 30 2-6-1 吸收 30 2-6-2 吸附 37 2-6-3 結晶 38 第三章 實驗裝置與步驟 44 3-1 實驗藥品 44 3-2 儀器 45 3-2-1 實驗儀器 45 3-2-2 分析儀器 45 3-3 超重力裝置與操作步驟 46 3-3-1 循環式操作 46 3-3-2 連續式操作 47 第四章 結果與討論 54 4-1 結晶理論與超重力設備的特性 54 4-2 循環式操作步驟之變數效應 55 4-2-1 氫氧化鈉濃度的效應 55 4-2-2 碳酸鈉濃度的影響 61 4-2-3 不同還原劑的比較 69 4-2-4 葡萄糖濃度的效應 73 4-2-5 保護劑的效應 78 4-2-6 反應時間的效應 83 4-2-7 超重力循環式與傳統批次反應的比較 85 4-2-8 再現性實驗 86 4-3 連續式操作步驟之變數效應 91 4-3-1 流量的效應 91 4-3-2 裝置串聯操作之模擬 93 4-4 奈米銀的後處理 95 4-4-1 產物的清洗與純化 95 4-4-2 產物的再分散再分散與穩定性 97 4-5 燒結實驗 103 第五章 結論 110 參考文獻 112 符號表 1191484885 bytesapplication/pdfen-US超重力奈米銀旋轉盤反應器綠色奈米技術high-gravitynano-silverspinning disk reactorgreen nanotechnologythesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/52065/1/ntu-95-R93524002-1.pdf