跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.200.82.149) 您好!臺灣時間:2023/06/05 11:12
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:洪銘謙
研究生(外文):Ming-Chean Hung
論文名稱:活性碳纖維布載奈米銀技術探討
論文名稱(外文):The study for depositing nano-Ag particles on activated carbon fiber fabrics
指導教授:柯澤豪柯澤豪引用關係
指導教授(外文):The-Hao Ko
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:材料科學所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:奈米銀活性碳纖維
外文關鍵詞:nano-Ag particlesactivated carbon fiber
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:911
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究中的活性碳材料,主要以最新一代的活性碳纖維布為基材,採用銓能碳素公司生產的活性碳纖維布為原料,接著以1 M及5 M硝酸溶液對活性碳纖維布進行表面處理,處理時間分別為0.5 hr、1.5 hr、2.5 hr,處理完後再置於低真空環境下含浸硝酸銀溶液2小時,利用氧化還原及離子交換的原理,使銀離子均勻的鍵結在纖維表面,乾燥後放入高溫爐於惰性氣體保護下進行熱處理,將共價銀結晶還原成奈米銀顆粒,而得到分佈均勻的奈米銀活性碳纖維。
經場發射電子顯微鏡(FE-SEM)可以觀察到1 M、5 M硝酸改質後的活性碳纖維布,經真空含浸硝酸銀溶液及熱處理完後,可以觀察到活性碳纖維布上有分佈均勻、粒徑大小介於10~30 nm的奈米銀顆粒,發現以硝酸進行表面處理的時間越久,活性碳纖維表面越平滑,導致奈米銀容易在高溫處理時熱團聚,造成粒徑50 nm以上的大顆粒奈米銀粒子產生。
從BET比表面積測試儀的數據顯示活性碳纖維布,經表面處理及載銀熱處理完後所測得的t-polt micropore area值降低為原始活性碳纖維布的55.8% (1MEA-Ag)、64.0% (5MEA-Ag),主要原因為奈米銀團簇卡在狹縫型微孔的開口導致。本文內容因涉及商業問題,詳細內容已經過刪減處理。
This study uses the newest activated carbon material, activated carbon fiber fabric (ACFF) No. FAW1001 & FAW1502 made by Challenge Carbon Company, to support nano-Ag particles. We treated ACFF for 0.5 hr, 1.5 hr, and 2.5 hr with 1 M and 5 M nitrate acid at 80 ℃, then immersed it for 1 hr in 0.001 M nitrate silver solution in a vacuum, utilizing the principle to ion change or to oxidize/reduce. We made silver ion uniform bending on ACFF and dry at 120 ℃ for 24 hr, then heat- treated at 400 ℃ in a furnace. The silver ion bond was transition to covalent bond after high temperature strain, so we obtained ACFF support nano-Ag particles well mixed.
With use of FE-SEM one can observe nano-Ag particles well mixed on ACFF after high temperature treatment, particle size averaging 10~30nm. Two we can find
that treated ACFF’s time increase with 1 M and 5 M nitrate acid at 80 ℃. The ACFF’s surface become smooth. It cause nano-Ag particles to heat aggregate become big particles. Big particle size averaging 50~60nm.
The measurement of high resolution surface area and porosimetry analyzer (BET), found the depositing nano-Ag particles on ACFF’s t-polt micropore area value was 55.8%(1MEA-Ag) and 64.0%(5MEA-Ag) of ACFF’s t-polt micropore area value.The main reason was nano-Ag particles clogged the ACFF’s micropore due to the value decrease.This thesis involves the commercial problem, the detailed content has already been deleted.
中文摘要 I
英文摘要 II
總目錄 III
圖目錄 IV
表目錄 VI
第一章 前言 1
1.1活性碳材料的歷史 3
1.2各種活性碳材料的比較 3
1.3各類型活性碳的應用 6
第二章 研究目的與主題 7
第三章 文獻回顧 8
3.1活性碳纖維的發展 8
3.2活性碳纖維的製程 8
3.2.1 原料 8
3.2.2 穩定化步驟 9
3.2.3碳化步驟 9
3.2.4活化步驟 10
3.2.4.1 物理活化 10
3.2.4.2 化學活化 11
3.3 活性碳纖維的物理和化學特性 11
3.3.1物理特性 11
3.3.1.1 孔洞尺寸量測 11
3.3.1.2吸附理論 12
3.3.1.3 物理吸附與化學吸附 13
3.3.2化學特性 15
3.3.2.1官能基 15
3.3.3影響吸附性能的因素 16
3.3.4 吸附平衡 17
3.3.4.1 Langmuir等溫吸附 17
3.3.4.2 BET等溫吸附 18
3.3.4.3 Isotherm等溫吸附 19
3.3.4.4 吸附機構 22
3.4奈米材料技術發展 23
3.4.1奈米材料 23
3.4.2 奈米顆粒製備方法 24
3.4.3 奈米材料的特性 26
3.4.3.1表面效應(Surface effect) 26
3.4.3.2 小尺寸效應(Small size effect) 27
3.4.3.3 量子尺寸效應(quantum size effect) 27
3.4.4 奈米粒子的團聚與分散 28
3.4.4.1 奈米粒子的團聚與分散 28
3.4.4.2 保護基分散 29
3.5 活性碳纖維載銀技術 30
3.5.1 活性碳載貴金屬歷史 30
3.5.2 活性碳仔貴金屬應用 30
3.6活性碳鍍銀技術文獻回顧 34
3.6.1活性碳纖維布載銀製程技術回顧 34
3.6.2 活性碳纖維布載銀機制 36
3.6.2.1 活性碳對Ag+的吸附機理 37
3.6.2.2 離子交換吸附 38
3.6.2.3氧化還原吸附 38
3.6.2.4界面化學 41
3.6.3 凝集現象 42
3.6.4高溫熱處理 43
3.7活性碳纖維載銀之應用探討 44
3.7.1載銀活性碳纖維之殺菌作用與機制 44
3.8相關使用儀器原理 46
3.8.1 ESCA原理 46
第四章 實驗方法 48
4.1 實驗流程 48
4.2 樣品編號 49
4.3活性碳纖維載奈米銀實驗 50
4.3.1實驗材料 50
4.3.2活性碳纖維布硝酸改質 50
4.3.3真空含浸 50
4.3.4 高溫熱處理 50
4.4分析儀器 50
4.4.1孔洞分析實驗 50
4.4.2 真密度測試 51
4.4.3冷場發射掃描式電子顯微鏡及能量散佈光譜儀(FE-SEM) 51
4.4.4多功能表面化學電子能譜儀 (μ-ESCA/XPS) 51
第五章 結果與討論 52
5.1 FESEM 52
5.1.1 硝酸改質 52
5.1.2 真空含浸製程 54
5.1.3 熱處理 55
5.2.1 比表面積分析(BET) 65
5.2.1.1 硝酸改質活性碳纖維布與比表面積的關係 65
5.2.1.2 熱處理完之載銀活性碳纖維布與比表面積的關係 65
5.3多功能表面化學能譜儀(ESCA) 69
5.4. XRD微結構分析 77
第六章 結果與討論 78
第七章 參考文獻 79
第八章 作者簡介與致謝 83
[1]Partrick, J. W., “ Porosity in Carbon : Characterization and Applications, ” Edward Arnold & Co. Ltd., p.232(1995).
[2] Bansal, R. C. “ Active Carbon, ” New York, (1988).
[3]柯澤豪,李建鴻,胡忠華,“ 活性碳纖維研製及應用 ”,觸媒與製程,4(4),p.13-20(1996).
[4]岳中仁, 陸耘, 符若文, 曾漢民,”不同原料基活性碳纖維的結構及吸附特徵研究”, 合成纖維工業, 19(6), p.11(1996).
[5]George, N. & J. T. Davies, “ Adsorption of Microorganisms on Activated Charcoal Cloth : A Material with Potential Applications in Biotechnology, ” J. Chem. Tech. Biotechnol, 43, p.117-129(1988).
[6]高山正彥,“無機系抗菌劑ソ抗菌性作用機構(金屬)”,防菌防黴,24,p.561-567(1996).
[7]胡忠華, 逢甲大學材料科學研究所碩士論文, p.6-7,p59(1996).
[8]內田真治,“無機系抗菌劑各論(2)銀、銅、亞鉛/硅酸鹽系-1 銀”,防菌防黴,24,p.735-742(1996).
[9]陳宇堂,柯澤豪,”以KOH化學活化法製備PAN系活性碳纖維及其在超級電容碳電極之應用” , 逢甲大學材料科學研究所碩士論文(2006).
[10]Lewis, I. C., “ Chemistry of Carbonization, ” Carbon, 20(6), p.519-530(1982).
[11]N. Simonetti ,et al.,”Electrochemical Ag+ for Preservative use”,Applied and Environmental Microbiology,p.3834-3836(1992).
[12]Ljubisa R. Radovic,Chemistry and physics of carbon-A series of advances volume 27, p.133(2001).
[13]閻子峰,”奈米催化技術”,五南圖書出版社,p52-53(2004).
[14]稻桓道夫、康飛宇,”Carbon Materials Science and Engineering-From Fundamentals to Applications”, p.417(2006).
[15]HP Boehm, E. Diehl, W Heck, R Sappok. Angew Chem 76, p.742-751(1964)
[16]HP Boehm, Carbon 32, p.759-769(1994)
[17]Y. V. Basova et al., “ Effect of precursor composition on the activation of pitch-based carbon fibers” , Carbon 42 , p.485–495(2004).
[18]Y. V. Basova et al. “ The effect of precursor chemistry and preparation conditions on the formation of pore structure in metal-containing carbon fibers ”, Carbon 43 p.1533–1545(2005).
[19]C. Y. Li et al., “Antibacterial pitch-based activated carbon fiber supporting silver” , Carbon 36, p.61-65(1998).
[20]Y. Z. Wan et al., “ Effect of specific surface area and silver content on bacterial adsorption onto ACF(Ag) ”, Carbon 37, p.351~358(1999).
[21]S. J. Park el al., “ Preparation and characterization of active carbon fiber supported with silver metal for antibacterial behavior”, Journal of Colloid and Interface Science, p.238-243 (2003).
[22]Wang et al., Carbon, 36, p.1567-1571 (1998).
[23]林菁菁,“ PAN系活性碳纖維鍍銀之物性、微結構及抗菌能力研究”, 逢甲大學材料科學研究所碩士論文(2001).
[24]Satterfield, C. N.,”Heterogeneous Catalysis in Practic”, New York(1980).
[25]Lowell S. and Joan E. Shields,”Powder surface area and Porosity”, 3rd ed., Chapman & Hall, New York.
[26]Gregg, S. J., and Sing, K. S. W., “ Adsorption, Surface Area and Porosity, ” 2nd ed., pp.283, Academic Press., London(1982).
[27]H. Juntgen, Carbon, 15, p.273(1977).
[28]Jones Leonard, Carbon, 16,p.115(1978).
[29]Hall, P. G., P. M. Gittins, J. M. Winn, and J. Robertson, “ Sorption of Phosphine by Activated Carbon Cloth and the Effects of Impregnation with Silver and Copper Nitrates and the Presence of Water, ” Carbon, 23(4), p.353(1985).
[30]Ehrburger, P., J. Dentzer, and J. Lahaye, “ Adsorption of Silver Complexes on Carbon from Aqueous Solution, ” Carbon, 25(1), p.129-133(1987).
[31]Fu, R., H. Zeng, and Y. Lu, “ The Reduction of Pt(ΙV) with Activated Carbon Fibers ─ an XPS Study, ” Carbon, 33(5), p.657-661(1995).
[32]岳中仁、陸耘、符若文、曾漢民, “吸附條件對活性碳纖維SACF氧化還原吸附Ag+的影響”, 離子交換與吸附, 11(5), p.359-401(1995).
[33]符若文, “活性碳纖維的氧化還原特性及其應用前景”, 新型碳材料, 13(4), p.1-11(1998).
[34]岳中仁、陸耘、符若文、曾漢民, “不同原料基活性碳纖維的結構及吸附特徵研究”, 合成纖維工業, 19(6), p.12(1996).
[35]Fu, R., H. Zeng, and Y. Lu, “ The Reduction Properties of Activated Carbon Fiber, ” Carbon, 31(7), p.1089-1094(1993).
[36]Fu, R., H. Zeng, and Y. Lu, “ Studies on the Mechanisms of the Reaction of Activated Carbon Fibers with Oxidants, ” Carbon, 32(4), p.593-598(1994).
[37]Biniak, S., G. SzymaŃski, J. Siedlewski and A. Światkowski, “ The Characterization of Activated Carbons with Oxygen and Nitrogen Surface Groups, ” Carbon, 35(12), p.1799-1810(1997).
[38]Ehrburger, P., J. Dentzer, and J. Lahaye, “ Adsorption of Silver Complexes on Carbon from Aqueous Solution, ” Carbon, 25(1), p.129-133(1987).
[39]Yue, Z. R., W. Jiang, L. Wang, H. Toghiani, S. D. Gardner, C. U. Pittman Jr., “ Adsorption of Precious Metal Ions onto Electrochemically Oxidized Carbon Fibers, ” Carbon, 37, p.1607-1618(1999).
[40]Pittman Jr., C. U., W. Jiang, Z. R. Yue, S. Gardner, L. Wang, H. Toghiani, C. A. Leon y Leon, “ Surface Properties of Electrochemically Oxidized Carbon Fibers, ” Carbon, 37(11), p.1797-1807(1999).
[41]Jayson, G. G., J. A. Sangster, G. Thompson, and M. C. Wilkinson, “ Adsorption and Electrosorption of Mercury(II) Acetate onto activated Charcoal Cloth from Aqueous Solution, ” Carbon, 25(4), p.523-532(1987).
[42]Brown, P. N., G. G. Jayson, G. Thompson, and M. C. Wilkinson, “ Effect of Ageing and Moisture on the Retention of Hydrogen Cyanide by Impregnated Activated Charcoals, ” Carbon, 27(6), p.821-834(1989).
[43]賀福, ”碳纖維及其應用技術”,化學工業出版社(2004).
[44]Y. M. Mohan, K. Lee, T. Premkumar, K. E. Geckeler, “Hydrogel networks as nanoreactors : A novel approach to silver nanoparticles for antibacterial application- s ”Polymer, 48, p.158-164(2007).
[45]呂晃志、蔡宜壽,”銀系無機抗菌材料的開發(下)”,化工資訊與商情,(2007年3月).
[46]葉碧芳, ”實用傷口護理”,華杏出版社(2005).
[47]墙薔等,”銀的抗菌作用機理”,武漢大學學報(自然科學版) vol.30 (2), p.121- 124 (2007).
[48]季君暉、史維明,”抗菌材料”,化學工業出版社, p.45(2004).
[49]Dibrob, P. et al. Antimicrob. Agents Chemother, (46), p.2668-2670(2002).
[50] Satterfield, C. N., “ Heterogeneous Catalysis in Practice, ” New York, (1980).
[51]Feng Q.L. et al.,”A mechanistic study of the antibacterial effect of silverions on Escherichla coll and Staphylococcus aureus”, Biomed Res, 52(4), p.662-668 (2000).
[52]Ovington L. G.,”Nanocrystalline silver: where the old and familiar meets a new forontier”,J. Wounds,13(suppl B), p.5-10(2001).
[53]秦益民,”含銀醫用敷料的抗菌性能及生物活性”,紡織學報, Vol.27,No.11,p.113 -116 (2006).
[54]Oya A., Yoshida S. et al., “Antibacterial activated carbon fiber derived from phenolic resin containing silver nitrate”, Carbon, 31(1),P.71-73(1993).
[55] Oya A., Wakahara T. et al., “Preparation of pitch-based antibacterial activated carbon fiber”, Carbon, 31(8), P.1243-1247(1993).
[56]萬怡灶、溫延益、韓森等,”AC及AC(Ag)對細菌的吸附及滅菌功能的對比研究”,中國生物醫學工程學報,19(3),p.294-298(2000).
[57]王玉琳、萬怡灶、成國祥、董向紅、陶海明,”活性碳纖維載銀工藝及其表面銀顆粒的形態特徵”,材料工程, (8),p.28-34(1998).
[58]陳水挾、曾漢民,”活性碳纖維對銀離子還原吸附能力的改進”,離子交換與吸附, 17(5),p.316-323(2001).
[59]陳水挾、羅穎、許瑞梅、曾漢民,”銀型抗菌活性碳纖維的結構及其抗菌性能的研究”,材料科學與工程, 19(4),p.66-79(2001).
[60] Debabrata Dash,”Scientists probe secret to silver''s success”,nanotechweb.org.- Technology update-2007, Jun 11(http://nano.nchc.org.tw/).
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top