第一章、 緒論
1.3 銦
1.3.1 銦之化學特性
銦同樣位於元素週期表上 IIIA 族，原子序為 49 原子量為 114.181 g mol-1，原子半徑為 181 pm，金屬密度為 7.30 g cm-3，熔點為 156.61°C，沸點 為 2,080°C。在環境中銦較常見的價數為正一價與正三價，前者為強還原劑，
因此，以三價的型態較為穩定 (Jones and Stasch, 2011)。
銦具有高度延展性，可塑性佳且質地軟，在常溫中可與氧緩慢反應形成 氧化膜，具抗腐蝕性，另外也能和許多金屬形成合金。在高溫條件下，則是會 與鹵素、磷與硫產生反應 (Schwarz-Schampera and Herzig, 2002)。銦本身具有 微弱之放射性，其中 113In 為穩定同位素。此外，銦同屬兩性元素，其在環境 中的物種分布會受 pH 所影響 (圖二)，在微酸性至中性的 pH 值條件下，銦 主要以 InCl2+ 以及 In(OH)2+ 兩種可溶性的形態存在，而在中性的條件 (pH = 7)，則以沉澱態的 In(OH)3 佔多數，隨著環境 pH 值條件上升至 9.5 以上，
則以 In(OH)4- 的型態較為常見 (Wood and Samson, 2006 )。
圖二、銦在不同溫度及 pH 值下之物種分布 (Wood and Samson, 2006 ) Fig. 2. Distribution of In–hydroxide species as a function of temperature and pH 0 — In3+; 1 — InOH2+; 2 — In(OH)2+; 3 — In(OH)30 and 4 — In(OH)4
-1.3.2 銦的分布、應用及來源
銦在地殼中的含量約為 0.11 - 0.25 mg kg-1 ，大致上以火成岩中的含量要 高於沉積岩。由於具有親硫 (chalcophile) 特性，銦容易與硫產生化合物，因 此在閃鋅礦 (sphalerite) 和黃銅礦 (chalcopyrite) 等含硫的礦物中都可以發現 銦的存在 (Kabata-Pendias, 2011)。
銦具有良好的光通透性與高導電性，在工業上主要被用於氧化銦錫 (Indium tin oxide, ITO) 靶材的製造，其相當普遍地被應用在光電產業與面板 業的製程。銦的合金也在各產業中廣泛的被使用，如：低熔點的銦合金可作為 鏡頭和拋光工具，另一方面也可作為非金屬材料間的黏著劑，在上釉陶瓷的 製程中相當常見。此外，在醫學上具放射性的銦 (111In) 可用來追蹤人體的白 血球細胞與蛋白質，已被實際應用在前列腺癌之診斷上 (Jorgenson and George, 2005)。
環境中人為的銦來源可能源自薄膜電晶體液晶顯示器 (thin film transistor liquid crystal display, TFT-LCD) 製程中所產生的蝕刻廢水，而在鋅、鉛和錫等 金屬冶煉過程中產生的爐渣、灰分等副產物也是可能產生銦的途徑之一，至 於天然的銦來源則多源於礦物的母質風化，進而將銦釋出至環境中。
1.3.3 土壤中的銦 在表土中銦的濃度通常會相對較高 (Kabata-Pendias, 2011)。
在酸性至微酸性的 pH 值條件下，銦主要以 InCl2+ 以及 In(OH)2+ 兩種
表二、不同國家之土壤銦背景濃度
Table 2. The indium background contents in soil of different countries Country Background contents
(mg kg-1)
Reference
Japan 0.08 - 0.1 Takeda et al., 2004
Brazil 0.15 Fergusson, 1990
China 0.03 - 4.1 Govindaraju, 1994 Sweden < 0.04 Eriksson, 2001
1.3.5 銦對人體和動物之危害
根據相關文獻指出，氧化銦 (Indium oxide, In2O3) 的毒性為銦離子 (In3+) 40 倍 (Castronavo and Wagner, 1971)。在動物實驗中，銦已被證實具有胚胎毒 性，暴露後會導致雞隻胚胎大小異常、頸部彎曲與畸形等，其對雞隻胚胎之半 致死劑量 (median lethal dose, LD50) 為 38 mg egg-1，胚胎毒性高於鐵、錳與 鉬，而低於砷、鎘、鈷與銅 (Gilani and Alibhai, 1990)。在大鼠的實驗中，亦 顯示接觸 氯化銦 (Indium chloride, InCl3) 後 會 使 其 胚 胎 畸 形 的 機 率 提 高 1995;Ohyama et al., 1988;Omura et al., 2000)。另外，常見的二元半導體材料 磷 化 銦 (Indium phosphide, InP) 已 被 世 界 衛 生 組 織 國 際 癌 症 研 究 署 (International agency for research on cancer, IRAC) 列為 2A 級可能之人類致癌 物 (Group 2A, probably carcinogenic to humans)。Gottschling 等人 (2001) 之動 物實驗結果顯示，大鼠與小鼠分別暴露於磷化銦的微粒後，會誘導肺部腫瘤 的生成。