簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 郜曼君
MANN-JUIN KAO
論文名稱: 銀的回收與奈米銀線製作之研究
The Study of Silver Recovery and Silver Nanowire Fabrication
指導教授: 郭金國
Kuo, Chin-Guo
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 科技應用與人力資源發展學系
Department of Technology Application and Human Resource Development
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 119
中文關鍵詞: AAO銀回收電鍍銀
英文關鍵詞: Anodize aluminum oxide, Recovery of silver, Pulse-electroplating
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:126下載:5
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究主要是利用氧化還原(oxidation-reduction reaction)化學法來針對廢棄之薄膜式鍵盤(membrane)內的導電銀漿(conductive silver paste)進行回收,導電銀漿內主要成分為有機聚合物和金屬銀微粒,以氧化還原化學法將廢棄薄膜式鍵盤放入硝酸溶液中進行反應,並進行反應產生出含銀的硝酸銀溶液。之後將其陽極氧化鋁(anodize aluminum oxide)模板利用脈衝電鍍(pulse-electroplating)法放入含銀的硝酸銀溶液中進行電鍍,將銀金屬填入奈米模板內。
    首先將導電銀漿廢料放入硝酸溶液中進行溶解,經由氧化還原的方法使其反應產生含銀之硝酸銀的溶液,利用含有銀的硝酸銀溶液當成電鍍銀液。之後利用1%磷酸電解液將其99.7%的鋁基材製備出具有300nm孔洞的陽極氧化鋁模板,利用脈衝式定電流電鍍法將銀鍍進奈米孔洞中,將所電鍍的含銀陽極氧化鋁板進行為結構的分析,而其可經由光學電子顯微鏡(OM)先進行其電鍍銀之試片金相顯微結構觀察,再利用掃描式電子顯微鏡(SEM)來觀察其試片的表面孔洞形貌。未來可將其含銀的陽極氧化鋁板進行合金電鍍或是稀釋有毒硫蒸氣的應用。

    This study using oxidation-reduction reaction to recover the membrane keyboard (membrane) of the conductive silver paste, conductive silver paste, the main component of organic polymers and metallic silver particles by chemical oxidation-reduction reaction method, reacting between the membrane and nitric acid(HNO3) then get the silver bath composition. Putting the anodize aluminum oxide (AAO) into the bath composition to filling the silver by the pulse-electroplating method.
    The first, conductive silver paste waste using nitric acid dissolution to get the silver bath composition by oxidation-reduction reaction, and then prepare the 99.7% aluminum parent metals the 300 nanometer pores anode aluminum oxide template using 1% phosphoric acid (H3PO4) electrolytic solution. Using pulse-electroplating method to fill the silver into the nano pores, afterward, the microstructure analysis is using optical microscopy(OM) first to observe the template’s surface distribution of deposition of silver , then scanning type electron microscope(SEM) to analysis the template’s surface pore morphology. Further can use to dilution the sulfur vapor application.

    中文摘要 1 ABSTRACT 2 誌謝 3 目錄 4 圖目錄 6 表目錄 8 第一章 緒論 9 1-1 前言 9 1-2 研究動機與目的 10 第二章 理論基礎與文獻回顧 12 2-1 銀的性質與應用 12 2-1-1 銀的性質 12 2-1-2 銀的應用 13 2-2 銀回收方法 15 2-2-1 化學沉澱還原法 15 2-3 多孔性陽極氧化鋁 16 2-3-1 多孔性陽極氧化鋁簡介 16 2-3-2 多孔性陽極氧化鋁應用 18 2-4 電鍍 20 2-4-1 電鍍簡介 20 2-4-2 電鍍原理 21 2-4-3 電鍍種類 22 2-4-4 脈衝電鍍 23 第三章 實驗方法 26 3-1 實驗設備與材料 26 3-2 實驗流程圖 28 3-3 實驗步驟 32 3-3-1 模具設計 32 3-3-2 製備多孔性陽極氧化鋁薄膜 33 3-3-3 銀回收技術 34 3-3-4 銀電鍍於奈米孔洞 36 3-4 檢測與分析 42 3-4-1 光學電子顯微鏡(OM)分析 42 3-4-2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析 43 第四章 結果與討論 46 4-1 銀回收技術 46 4-1-1 銀回收的依據-自由能與能斯特方程式 46 4-1-2 銀回收的變化- Ag Pourbaix diagram 47 4-1-3 銀回收的反應機制 47 4-1-4 後續的加工 49 4-2 電鍍銀於多孔性陽極氧化鋁 55 4-2-1 影響電鍍的因素 55 4-2-2 參數設定與微結構分析 55 第五章 結論 69 第六章 未來應用 70 參考文獻 71 附錄(APPENDIX) 74 A.1 陽極氧化鋁模板染色實驗 74 A.2 研究成果發表文章 79 附件一 The Silver Recovery from Used Keyboard 80 附件二 The Formation of Anodic Aluminum Oxide on the Si Wafer 83 附件三 The Surface Adsorption of Nano-pore Template 87 附件四  Design, Characterization, and Development of Large-Scale Nano Thermal Insulating Film 91 附件五 The Deposition Methods of CsI and Ni Tubes in the AAO Template 96 附件六 Fabrication of CsI Nanocrystals on the AAO Template by Liquid Phase Deposition Method 101 附件七 The Decomposition Mechanism of Titania Film with Nanotube Structure 103 附件八 Fabrication of Thermo-conductivity Film Using Anodic Aluminum Oxide Template and Silver Nanowires 108 附件九 製作大面積染料敏化太陽能電池的模具 113

    [1] 劉國雄、鄭晃忠、李勝隆、林樹均、葉均蔚編著,工程材料科學(新版), 台北市:全華圖書處出版社,(2006)
    [2] 邱純慧(無日期)。奈米銀全球市場發展分析。材料世界網。民102年4月19日,取自www.materialsnet.com.tw
    [3] 林群偉,利用兩性梳狀高分子製備奈米銀粒子及其應用,國立中興大學化學工程學系研究所學位論文,(民96)
    [4] 洪敏雄、王木琴、許志雄、蔡明雄、呂英治、方冠榮、盧陽明編著,工程材料科學,台北市:全華圖書出版社,(2009)
    [5] 曾水坤、王敏瑩、劉謙美、侯連團,奈米銀和奈米銀牙膏對牙周病相關細菌的影響,中華牙周醫誌,第12卷3期,第183-189頁,2007年。
    [6] 楊正義、陳吉峰、葉怡均、陳正龍、陳家俊,金屬、半導體奈米晶體在
    物檢測及分析上的應用,物理雙月刊,第廿三卷六期,第667-677頁,2001
    年。
    [7] 黃永方,印刷電路板產業化學鎳廢液回收鎳金屬之研究,國立交通大學工學院永續環境科技學程學位論文,(民98)
    [8] 羅本超,包覆銀奈米粒子陣列之多孔性陽極氧化鋁及其光致導電率增強效
    應,國立成功大學微電子工程研究所學位論文,(民99)
    [9] 郭金國、黃嘉聖,以電化學法製備奈米薄膜結構之研究,2009年奈米技術與材料研討會,大葉大學。
    [10] 郭金國、童亞潔、康硯田,奈米模板現況與發展,鑄造科技,第220期,第18-23頁,民97年。
    [11] 陳李瑋,多孔性陽極氧化鋁模板製備一維奈米線之研究,國立臺灣師範大學工業教育學系學位論文,(民96)
    [12] 郭金國、童亞潔,陣列式陽極氧化鋁製備一維奈米線之研究,鑄造工程學刊,第34卷,第2期,第22-27頁,民97年。
    [13] 李彥慶,用陽極氧化法製備不同形貌的氧化鋁米孔道,國立中央大學化學研究所學位論文,(民95)
    [14] 郭金國、陳蓉萱、朝春光,規則性排列的氧化鋁奈米孔洞的製備,中華民國
    陶業學會93年度學術論文發表會,國立臺北科技大學。
    [15] 蔣亞霖、葉翳民,電沉積製備高深寬比金屬奈米線陣列之研究,技術學刊,第二十四卷,第四期,第251-255頁,2009年。
    [16] 郭金國、童亞潔,陣列式陽極氧化鋁製備奈米染色之研究,2008年中國材料科學學會論文發表會,國立臺北科技大學。
    [17] 林堅楊、連培榮、楊庭毓、洪偉欽、鄧育庭,以陽極鋁氧化法形成奈米孔陣列,先進工程學刊,第四卷,第一期,第71-75頁,2009年。
    [18] 張崇仁,超音波輔助複合電鍍之研究,國立虎尾科技大學機械與機電工程研究所學位論文,(民98)
    [19] 田福助編著,電化學-基本原理與應用,台北市:五洲出版社,(2004)
    [20] 張佳琪,7075-T6鋁合金表面電鍍鎳-奈米碳管複合鍍層與特性研究,清雲 科技大學機械工程研究所學位論文,(民97)
    [21] 陳黼澤,鎳磷與鈷磷合金電鍍,國立臺灣台灣大學材料科學與工程學研究所學位論文,(民94)
    [22] 陳志雄,電鍍-電化學和材料科學的結合,化工專刊,第50卷,第4期,第3-8頁,2003年。
    [23] 王凱正,田口實驗法於單電流脈衝鍍鉑之研究,國立台北科技大學化學工程研究所學位論文,(民96)
    [24] C.C. Chena, S.H. Chena, S.W. Shyub, S.J. Hsiehc,"Use of Nanostructures in Fabrication of Large Scale Electrochemical Film", Physics Procedia, 25 ( 2012 ) 44–49.
    [25] Beverskog. B., Puigdomenech. I., 1997, “Revised Pourbaix Diagrams For Zinc at 25~300℃”,Corrosion Science,Vol. 39,PP.107-114.
    [26] 陳厚光、張立,掃描式電子顯微鏡中之背向電子繞射分析技術,科儀新知,第二十七卷,第六期,民95。
    [27] C.C. Chen, W.D. Jehng, L.L. Li, W.G. Diau, J. Electrochemical Soci., 156, C304 (2009).
    [28] C.C. Chen, H.W. Chung, C.H. Chen, H.P. Lu, C.M. Lan, S.F. Chen, L. Luo, C.S. Hung, E.W.G. Diau, J. Phys. Chem. C 112, 19151 (2008).
    [29] G. Jeon, S.Y. Yang, J. Byun, J.K. Kim, Nano Letters, 11, 1284 (2011).
    [30] R. Keller and F. hunter: J. Electrochem. Soc. 100, (1953) 411.
    [31] H. Lewis and L. Plumb: J. Electrochem., Soc. 105, 496 (1958).
    [32] T. Edwards and R. Keller: Metals Technol., 11 Techn. Publ. 1, 710 (1944).
    [33] K. T. Sunil and C. C.Hsueh: Chaos 12, 240 (2002).
    [34] H. Masuda and F. Hasegwa: J. Electrochem. Soc. 144, 127 (1997).
    [35] H. Masuda and K. Fukuda: Science 268, 1466 (1995).
    [36] H. Masuda and M. Yotsuya: Appl. Phys. Lett. 78, 826 (2001).
    [37] R. J. Tonucci and B, L. Justus: Science, 258, 783 (1992).
    [38] R. Charles and H. Martin: Chem. Mater., 8, 1739 (1996).
    [39] F. Burmeister and C. Schafle: Adv., Mater., 10, 495 (1998).
    [40] H. Akahori: J. Electron Microscopy Japan 11, 217 (1962).
    [41] R. Charles and S. Spooner: J. Electrochem. Soc. 102, 156 (1955).
    [42] A. Troupisa, A. Hiskiaa, E. Papaconstantinou, Photocatalytic reduction—recovery of silver using polyoxometalates, Applied Catalysis B 42 (2003) 305.
    [43] Y.B. Sua, Q.B. Lia, Y.P. Wangb, H.T. Wangb, J.L. Huangb, X. Yangb, Electrochemical reclamation of silver from silver-plating wastewater using static cylinder electrodes and a pulsed electric field, Journal of Hazardous Materials 170 (2009) 1164.
    [44] A.P. Paiva, Review of Recent Solvent Extration Studies for Recovery of Silver from Aqueous Solutions, Solvent Extraction and Ion Exchange 18 (2000) 223.
    [45] O.G. Gromov, A.P. Kuz'min, G.B. Kunshina, E.P. Lokshin, V.T. Kalinnikov, Electrochemical Recovery of Silver from Secondary Raw Materials, Russian Journal of Applied Chemistry 77 (2004) 62.
    [46] D.C William., Materials Science and Engineering, 3rd edition, John Wiley & Sons, Inc., (1994) 553, USA.
    [47] G..E Thompson, R.C Furneaux, Electron Microscopy of Ion Beam Thinned Porous Anodic Films Formed on Aluminium, Corr. Sci., 1978;18:481-498.
    [48] G.E Thompson, G.C Wood, Porous Anodic Film Formation on Aluminum, Nature, 1981;290:230-232.
    [49] R.C Spooner, The Anodic Treatment of Aluminum in Sulfuric Acid Solutions, J. Electrochem. Soc., 1955;102:156-162.
    [50] J.P O’Sullivan, G.C Wood, The Morphology and Mechanism of Formation of Porous Anodic Films on Aluminum, Proc. Royal Soc. London A, 1970;317:511-543.
    [51] J.W Diggle, T.C Downie, C.W Goulding, Anodic Oxide Films on Aluminum, Chem. Rev., 1969;69:365-405.
    [52] M.S Hunter, P Fowel, Determination of Barrier Layer Thickness of Anodic Oxide Coatings, J. Electrochem. Soc., 1954;101:481-485.
    [53] M.S Hunter, P Fowel, Factors Affecting the Formation of Anodic Oxide Coatings, J. Electrochem. Soc., 1954;101:514-519.
    [54] S.H Chen, C.C Chen, Z.P Luo, C.G Chao, Fabrication and characterization of eutectic bismuth-tin (Bi-Sn) nanowires, Mater. Lett., 2009;63:1665-1668.
    [55] W.C Say, C.C Chen, An Efficient Technique for the Fabrication of Nano-size pasrticles of Lead-Bismuth Alloy, Jpn. J. Ceramic Soc., 2008;116:288-290.
    [56] W.C Say, C.C Chen, Formation of Tin Whiskers and Spheres on Anodic Aluminum Oxide Template, Jpn. J. Appl. Phys., 2007;46:7577-7580.
    [57] C.C Chen, Y Bisrat, Z.P Luo, R.E Schaak, C.G Chao, D.C Lagoudas, Fabrication of Single Crystal tin Nanowires by Hydraulic Pressure Injection, Nanotechnolo., 2006;17:367-374.
    [58] C.C Chen, J.H Chen, C.G Chao, Post-treatment Method of Producing Ordered Array of Anodic Aluminum Oxide Using General Purity Commercial (99.7%) Aluminum, Jpn. J. Appl. Phys., 2005;44:1529-1533.

    下載圖示
    QR CODE