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利用電化學還原法製備銀奈米粒子

利用電化學還原法製備銀奈米粒子. 奈米科技概論 奈微所碩一 Q26971095 王凌婷. 銀具有公認的抗菌效果，一般而言，一種抗生素大致可殺死６種不同的抗生體，但是銀卻可殺死 600 多種細菌，再加上銀是不具毒性的物質，所以銀的使用範圍相當廣且歷史悠久。 透過高科技奈米技術的方式，使銀粒子活性變大，抗菌功能增強，對居家環境及個人衛生的品質提昇。

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利用電化學還原法製備銀奈米粒子

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Presentation Transcript

  1. 利用電化學還原法製備銀奈米粒子 奈米科技概論 奈微所碩一 Q26971095 王凌婷

  2. 銀具有公認的抗菌效果，一般而言，一種抗生素大致可殺死６種不同的抗生體，但是銀卻可殺死 600多種細菌，再加上銀是不具毒性的物質，所以銀的使用範圍相當廣且歷史悠久。 • 透過高科技奈米技術的方式，使銀粒子活性變大，抗菌功能增強，對居家環境及個人衛生的品質提昇。 • 活性銀離子能吸引細菌體內酉每蛋白上的硫氫基，迅速地結合在一起，並使含硫氫基之酵素失去活性，使細菌死亡。當細菌被銀離子殺死後，銀離子又會從死去的細菌上游離出來，再持續對活細菌做重複的動作，直至所有細菌被消滅。由此可知，奈米銀的功效是屬於長效型抗菌劑，效果持久。

  3. 奈米銀的功效 一、抗菌、除臭：利用多重的抗菌機制，有效抗菌，且不具抗藥性，具長效型功能。 二、淨　水：以活性碳纖布為載體，可取代氯成為全新的淨水材質。 三、防　腐：抑制黴菌生長，有效達到防腐功能。 四、醫　療：治療疾病、抗炎、促進傷口癒合。

  4. 奈米銀應用範圍 　一、淨水濾材 二、抗菌塗料 　三、衛生用品系列 　四、抗菌纖維布系列五、各類清潔劑系列 　六、新型抗菌敷劑系列 (a)噴塗奈米銀前 (b)噴塗奈米銀後

  5. 實驗簡介 • 應用電化學還原之原理，電解後可以得到黃褐色銀奈米粒子溶液。 • 電解的過程中銀 (Ag)片接於電源供應器之正 (+)極，白金 (Pt)接於負(-)極。陽極的銀薄片首先氧化成銀離子；然後穿越電解液抵達陰極的白金棒上，銀離子在界面活性劑所形成的微胞中逐漸成長銀奈米粒子，懸浮在溶液中。 • 此法利用金屬鹽類（AgNO3），加入還原劑（ HCOH甲醛）還原之，而呈現銀奈米粒子之黃褐色溶液，並且以界面活性劑（ SDS）微胞穩定之，不致使銀奈米粒子聚集而破壞奈米粒子形成。 • 2AgNO3＋HCOH＋H2O→2Ag＋HCOOH＋2H+＋2NO3 • 可以利用雷射筆照射時的散射現象及溶液呈黃褐色來判定銀奈米粒子的存在。

  6. 實驗流程 • 1.銀電極和鉑電極用超細砂紙將表面污垢清除，並放入超音波震盪器五分鐘去除表面雜質。並將電解用樣品瓶蓋鑽兩個距離約0.6cm小孔，用以固定（＋）、（－）極。

  7. 取 3.05 g SDS置於量筒中，將水加至 100ml的位置配成 0.1M的 SDS界面活性劑，加熱即可達溶解。待溶液澄清之後，取 4ml界面活性劑及 6ml的蒸餾水，放入樣品瓶中（電解槽）中，並且滴入0.1ml 0.1M NaOH及 0.3ml丙酮，將上步驟的電極蓋蓋上。

  8. 3.將樣品瓶放入超音波震盪器槽中。 • 4.將銀電極導線接上電流供應器正（＋）極、白金棒接於負（－）極，並啟動超音波振盪器，將電源電壓調至 1.5V左右，開始電解，時間約 30分鐘。

  9. 補充--界面活性劑 • 界面活性劑分子是一端為親水性，另一端為疏水性（親油性）之長鏈分子。親油端可和非極性分子鍵結，並將其包埋於界面活性劑中形成微胞，進而分散在水中。 • 此實驗利用 SDS為陰離子界面活性劑，藉由 SDS保護銀奈米粒子，避免銀奈米粒子聚集造成顆粒變大而沉澱，甚至產生銀鏡反應。

  10. 結果與討論 • 膠體溶液（Colloidal Solution）：粒子直徑 1nm~1μm所構成的溶液稱膠體溶液；例如：日常生活中的咖啡水、豆漿、牛奶等。 • 對於真溶液，強光照入，光線會直接穿透過去， • 但若是光照入膠體溶液時，因膠體粒子較大，散射現象明顯，會使光路產生一條明亮的光帶，此現象即為「廷得耳效應」，利用此散射光線的特性，可以初步判斷溶液中是否有粒子產生。

  11. 電解 30分鐘後，用紅 色雷射筆照射時有散 射現象；推知有微小 的粒子在溶液中形成。 • 接著再用吹風機加熱 3分鐘左右即可看見溶 液黃褐色逐漸變深， 為銀奈米粒子的形成。

  12. 以 1.0V電解 30 分鐘後，並立即 加熱下所產生銀 奈米粒子之TEM 圖。

  13. 實驗器材--電化學還原法 • 超音波震盪器乙具、電源供應器乙座、電子天秤乙台、安培計乙只、鱷魚夾電線二條 (黑、紅)、100ml量筒乙個、鐵架乙座、 C形夾二個、三叉試管夾一個(塑膠披復型)、10ml樣品瓶一個、3ml吸管 10支、吹風機、雷射筆。藥品：銀 (Ag)電極【 0.1mm（OD） ×40mm】、SDS(Sodium dodecyl sulfate, C12 H25 SO4 Na)、鉑(Pt)電極【 0.1mm（OD）×40mm】、丙酮CH3COCH3、氫氧化鈉 NaOH。

  14. 參考資料 • 奈米科學網 http://nano.nchc.org.tw • 奈米芝麻開門 http://blog.lishin.tcc.edu.tw/plog/category/69/235 • CHEMISTRY（THE CHINESE CHEM. SOC., TAIPEI）June. 2006 Vol. 64, No.2, pp.305~312

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