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結論與建議

在文檔中 中文摘要 (頁 98-103)

本研究為探討奈米微粒穩定產生之研究,透過不同的產生程序,並對 實驗過程中所需之產生條件及最後的實驗結果進行相關的評估及探討。藉 此,比較不同金屬元素之特性,從中找出最佳產生方法及流程。透過奈米 微粒穩定產生之程序,提出以下的結論與建議。

5-1 結論

由於動物呼吸毒理/皮膚暴露研究的需要,突顯了奈米微粒穩定產生的 技術與方法之重要性,由本研究所得到的結果可歸結出以下幾點結論:

1、 將目前爐管反應器反應溫度控制在 600℃,使用攜行氣體流量為 11 LPM時,稀釋氣體流量固定為 120LPM,可產生較小的奈米鋅的微粒,

並在升溫完成後 90 分鐘穩定於CMD=10.1nm,數目濃度可達到 1.12×106 #/cm3,並持續產生6 小時以上。

2、 將 反 應 溫 度 控 制 在 600℃ , 改 變 舟 體 口 徑 大 小 10mm , 可 產 生 CMD=45.3nm的微粒,數目濃度可達到 1.84×106 #/cm3,並持續產生6 小時以上。

3、 改變反應溫度在 550℃,舟體口徑大小 10mm時,可產生CMD=12.4nm 的微粒, 數目濃度可達到 1.05×105 #/cm3,並持續產生 4 小時以上。

4、 在產生奈米氧化鋅微粒的控制,將爐管反應器反應溫度控制在 600℃,使用攜行氣體流量為 1 LPM,反應氣體流量為 10 LPM,稀釋 氣體流量固定為 120LPM,並升溫後穩定於CMD=30.7nm,數目濃度 為 2.10×105 #/cm3,並持續產生6 小時以上。

5、 溫度變化、攜行氣體、反應氣體、稀釋氣體流量、耐高溫容器口徑等,

都對奈米鋅/氧化鋅微粒產生結果影響顯著。

6、 場發射型掃描式電子顯微鏡以 150000 倍放大倍率進行觀察,所得鋅 微粒型狀呈球型且緊密排列,經量測其粒徑分佈約 70~200nm;而氧 化鋅微粒亦呈現球型與鏈狀排列,其粒徑分佈約在 50~100nm,兩者 都屬於球型緊密排列。

7、 所得 XRD 圖譜不同波峰強度與半寬高,並計算出各別不同之晶粒大 小,奈米鋅微粒晶體大小為 15.2 nm;而奈米氧化鋅微粒晶體大小為 14.8 nm,兩者之一次粒徑相當接近。

8、 鋅/氧化鋅微粒粉末在 BET 分析下,分別為鋅微粒 2.9(m2/g);氧化鋅 微粒 1.8(m2/g),利用公式估算,可得鋅微粒粒徑為大約 290(nm),氧 化鋅大約在 595(nm)之間,所使用的採樣方法可能直接影響到 BET 分 析下的數值。

由上述結論可知,微粒在升溫完成之初會因為不穩定的蒸氣壓,造成 鋅蒸氣過量的蒸發,以致初期微粒濃度偏高,需要時間使其穩定,針對此 一情形,後續可調整升溫過程之氣體流況,可利用不同的氣流條件去降低 鋅蒸氣過量累積的問題,BET 分析得知,兩者粉末並不均勻,可能是採樣 方法不一致,所導致顆粒比表面積與 SMPS 量測之差異。

動物呼吸毒理/皮膚暴露研究中,微粒粒徑大小必須能控制在 100nm 以 下,數目濃度需能長時間穩定產生四到六小時以上,本研究的技術已經可 以穩定產生從 10nm 到 45nm 的微粒粒徑,數目濃度也能達到長時間穩定產 生四到六小時。

5-2 建議

1、 產生設備的接點太多,可能會導致實驗中氣體的外洩,如果可以設計 出一體化之設備,就能讓實驗誤差降低很多,也能避免操作人員不慎 吸入,安全考量是實驗室的重點。

2、 由於產生器出口端漸縮的關係,會增加微粒的損失,如果可以改變其 設計,不要漸縮或是將漸縮的程度減小,則有助於改善損失的情形。

3、 因為採樣點在暴露腔內最均勻的位置,所以採樣超微小粉體不太容 易,未來建議可以在進暴露腔前,利用低流速過濾法方式收集氣膠微 粒。

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