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文章標題: 「快速冷卻對化學氣相合成法製備奈米氧化鋅微粒之特性研究」
出版年月: 2016/11
委辦機關: 科技部
文章出處: 第23 屆國際氣膠科技研討會
作者: 施郁伶、賈峰、蔡春進
摘要:
本研究以化學氣相合成法(CVS)產生奈米氧化鋅微粒,先設計一傳統化學氣相合成法微粒 產生系統,實驗係利用攜帶氣體(氬氣或氮氣)將蒸發鋅金屬粉末所產生的鋅蒸氣帶至反應管後端與冷卻空氣混合氧化後凝結成奈米氧化鋅微粒。實驗中藉由控制高溫爐溫度(500-900℃),探討不同操作條件下氧化鋅微粒的產率以及微粒數目濃度分佈情形。研究結果顯示,當攜帶氣體流量(Qc)為1.2 L/min,反應空氣流量(Qair)為1.84 L/min,高溫爐溫度為900℃、800℃與700℃時之氧化鋅產率分別為33.2 ±2.1%、33.8 ±4.9%與34.6 ±3.7%,顯示出當溫度700℃以上時,溫度變化對氧化鋅產率的影響不大,而溫度條件降至600℃時,氧化鋅產率則大幅下降至2.7 ±0.1%,溫度降至500℃時之氧化鋅產率為0.01 ±0.01%。研究結果也發現此實驗系統所產生之氧化鋅微粒之總數目濃度與粒徑尺寸無法穩定,因此本研究另外設計及測試一驟冷管,控制攜帶氣體流量(Qc)與冷卻空氣流量(Qq),改變驟冷管於冷凝區之冷卻速率,探討不同操作條件下氧化鋅微粒的濃度分佈情形及觀察其形貌。研究結果顯示,當高溫爐1(預熱攜帶氣體)及高溫爐2(反應爐)的溫度分別為800℃及500℃、Qq為1 L/min時,Qc由1 L/min增加至2 L/min,微粒數目濃度會從3.92×107 #/cm3下降至3.64×107 #/cm3,中間數目粒徑(Number medium diameter, NMD) 從16.79 nm增加至19.41 nm,原因為較大的攜帶氣體流量會造成蒸發面上的溫度降低進而減少蒸發量;而當Qq從1 L/min增加至5 L/min後,Qc增加同樣會導致微粒數目濃度從1.58×107 #/cm3 下降至1.15×107 #/cm3,但NMD則從10.75 nm減少至9.28 nm,因為通入冷卻空氣有稀釋微粒的效果,冷卻空氣流量的增加會降低微粒濃度,使微粒因碰撞而膠結的機會減少,所以產生出的微粒粒徑也較小,且所產生的氧化鋅微粒之總數目濃度與NMD皆可以穩定5小時以上。本研究所設計之微粒產生系統於Qq為5 L/min,Qc為2 L/min的條件下,可穩定產生NMD為9.28 nm而總 數目濃度高達1.15×107 #/cm3的氧化鋅微粒。

文獻摘要連結:
卷號: -----
頁碼: P.192~192
關鍵字: 化學氣相合成法,驟冷管,奈米氧化鋅
資料庫分類: 科技部、風險評估方法、吸入、多重途徑、金屬、其他文章種類、一般居民、一般民眾、公共政策、工程/人造、工作場所
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網頁更新日期:2016/06/15