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系統識別號 U0026-2807201017482200
論文名稱(中文) 微混合器製作二氧化矽奈米顆粒研究
論文名稱(英文) A study on synthesis of silica nanoparticle using micromixer
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 機械工程學系專班
系所名稱(英) Department of Mechanical Engineering (on the job class)
學年度 98
學期 2
出版年 99
研究生(中文) 操佳遠
研究生(英文) Chia-Yuam Tsao
學號 n1793113
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 76頁
口試委員 指導教授-鍾震桂
口試委員-郭宗枋
口試委員-崔祥辰
中文關鍵字 二氧化矽  奈米粒子  PDMS  微混合 
英文關鍵字 Silic  nanoparticles  PDMS  micromixer 
學科別分類
中文摘要 本文利用一種新的方式以溶膠-凝膠法搭配高混合效率的PDMS微混合器合成二氧化矽奈米粒子,藉由高效率混合比,提升小尺寸的晶體生成,使奈米粒子趨向更小更均勻,並以掃描式電子顯微鏡(SEM)對於不同製程參數下的奈米粒子進行粒徑尺寸與分佈做有效分析比較。
本研究以溶膠凝膠的參數及製程的變化,分別針對不同TEOS濃度、反應溫度、反應管徑大小、反應時間、不同莫耳濃度氨水以及不同莫耳濃度水的影響等因子做探討。實驗結果顯示,當TEOS的濃度增加、氨水的濃度增加或鐵氟龍反應管徑的減小,會得到較大奈米二氧化矽顆粒,尤其在管徑減小上,可加速得到較大二氧化矽顆粒,此外當反應溫度升高、去離子水量增加,與傳統溶膠-凝膠燒杯作法相比,可抑制其成長得到較小二氧化矽顆粒,實驗結果成功合成二氧化矽奈米粒子平均粒徑約為38-93 nm。
英文摘要 In this thesis, silica nanoparticles were synthesized by the sol - gel method and collocated with high efficiency PDMS micromixer. High efficiency micromixing provides small particles so that the uniformity of size distribution is enhanced, Particle size was analyzed by scanning electron microscopy (SEM).
The study sol-gel process parameters and the changes made the following studies in relationship. between nanoparticles to factors of TEOS concentration, reaction temperature, tube diameter size, reaction time, different concentrations of ammonia and water were discussed. The experiment results showed that larger silica nanoparticles were formed with increasing the concentration of TEOS and ammonia. In addition, reduced reaction tube diameter can quickly produce larger silica nanoparticles. Compared with the sol-gel method in glass, the increase of reaction temperature and amount of deionized water reduced the particle size. The size of silica nanopartilces synthesized by our method is around 38-93 nm.
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 III
總目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2二氧化矽應用 1
1.3 研究動機與目的 4
1.4 本文架構 5
第二章 文獻回顧 7
2.1 前言 7
2.2溶膠-凝膠法的分類 7
2.2.1 溶膠凝膠法反應機制 8
2.2.2 影響溶膠凝膠反應之參數 10
2.3結晶理論與機制 15
2.3.1 成核熱力學理論 15
2.3.2 晶體成長 17
2.3.3 溶質濃度與晶體成核、成長機制 18
第三章 微混合器設計與製程 20
3.1 前言 20
3.1.1結構微混合器混合與傳統十字型無障礙微混合器比較 21
3.1.2結果與討論 26
3.2光罩製作 27
3.3 微型混合器母模製作 28
3.4 PDMS翻模製作微型混合器 35
3.5 氧電漿處理接合 36
第四章 實驗方法與設備 38
4.1實驗藥品 38
4.2 實驗儀器與設備 38
4.3儀器量測原理 39
4.3.1掃描式電子顯微鏡(SEM) 39
4.3.2超微細表面形測定儀(Alpha Step) 40
4.3.3單面光罩對準機 (Single-Side Mask Aligner) 41
4.3.4旋轉塗佈機 (New Spin Coater) 42
4.4實驗程序 43
第五章 實驗結果與討論 46
5.1前言 46
5.2燒杯對照組實驗 49
5.3 TEOS不同濃度的影響 52
5.4 溫度的影響 55
5.5管徑大小的影響 58
5.6反應時間的影響 60
5.7不同莫耳濃度氨水的影響 62
5.8不同莫耳濃度水的影響 64
第六章 結論與未來展望 68
6.1結論 68
6.2本文貢獻 70
6.3未來展望 71
參考文獻 72
作者簡介 76
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