跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.110) 您好!臺灣時間:2025/09/28 21:15
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:陳鴻銘
研究生(外文):Hong Ming Chen
論文名稱:以溶膠-凝膠法製備奈米介孔二氧化鈦
論文名稱(外文):Synthesis of Mesoporous Titania by Sol-gel Method
指導教授:張莉毓
指導教授(外文):Lay Gaik Teoh
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:機械工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:二氧化鈦溶膠-凝膠法三嵌段兩性共聚物
外文關鍵詞:titaniasol-gel methodblock copolymer
相關次數:
  • 被引用被引用:4
  • 點閱點閱:422
  • 評分評分:
  • 下載下載:91
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
介孔(mesoporous)材料由於具有高比表面積及孔洞分佈均勻之特性,其應用相當廣泛,是近年來在奈米材料科學領域中引人注目的研究領域。本研究是利用三嵌段兩性共聚物(block copolymer)作為天然模板,TiCl4為反應前驅物,以模板輔助溶膠-凝膠法製備高比表面積的奈米介孔TiO2。實驗是以熱重分析、X-ray繞射分析、穿透式電子顯微鏡及N2吸脫附曲線分析該材料之微結構及比表面積,探討各種合成因素例如三嵌段兩性共聚物的添加量、煆燒溫度與加水反應對介孔TiO2結構之影響。
實驗結果顯示,本實驗所合成之介孔TiO2,經300 ~ 400 ℃煆燒後,可獲得anatase之結構。使用三嵌段兩性共聚物的添加量為 1.5 g,煆燒溫度 300 ℃,可合成出最大比表面積約為284.75 m2/g、孔洞直徑約為4.8 nm;三嵌段兩性共聚物添加量對試樣介孔結構影響甚大,當添加量從0.1改變至1.5 g時,經煆燒溫度350℃,其比表面積會從63.14增加至229.17 m2/g,孔徑從11.04縮小至5.0 nm。
此外,在反應系統中水濃度的含量亦會影響TiO2之結晶相,在純酒精的情況下可合成單一anatase晶相的介孔TiO2,在有純水取代酒精時,可合成anatase晶相和rutile晶相兩種結構之混合相。三嵌段兩性共聚物的添加量為1.0 g,而以純水取代酒精含量為25%時,煆燒溫度在300 ℃時,可合成出最大比表面積約為565.4 m2/g、孔洞直徑約為5.2 nm。
Recently, mesostructured materials with high surface areas and large pore sizes have attracted much attention because of their potential applications in the areas of adsorption and catalysis. In this study, mesoporous TiO2 was prepared by sol-gel process and the synthesis was accomplished by using block copolymer as the template, and TiCl4 as the inorganic precursor. TGA, XRD, TEM and N2 adsorption-desorption isotherms were used to characterize the microstructure of the samples.
Using F108 block copolymer as the template, mesoporous TiO2 with the anatase structure was obtained at 300~400°C. Mesoporous TiO2 exhibits a high BET surface area of 284.75 m2/g, and an average pore size of 4.8 nm for 300℃ calcination and using 1.5 g block copolymer. The addition of block copolymer can affect the structure of mesoporous. The addition of block copolymer increased from 0.1 to 1.5 g, and the specific surface area increased from 63.14 to 229.17 m2/g, but the average pore size decreased from 11.04 to 5.0 nm after calcined at 350°C for 5hrs.
The water content in the reaction system is believed to determine the crystal structure formation. Mesoporous TiO2 with pure anatase have been successfully synthesized with pure alcohol, but bicrystalline (anatase and rutile structures) were obtained when replaced with H2O. The results showed that mesoporous TiO2 prepared with 25 % replacement of H2O and calcined at 300°C for 5 hrs exhibits a high surface area of 565.4 m2/g and an average pore size of 5.2 nm.
目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
表目錄 V
圖目錄 VI
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 孔洞材料簡介 1
1.3 研究動機及目的 2
第2章 理論基礎與文獻回顧 4
2.1 界面活性劑性質簡介 4
2.1.1 界面活性劑分類 4
2.2 微胞理論 6
2.3 界面活性劑分子聚集體之結構 9
2.4 介孔材料之合成與分析 12
2.4.1 介孔材料的合成 12
2.4.2 介孔材料之孔洞及比表面積分析 16
2.5 二氧化鈦基本特性 18
2.5.1 二氧化鈦結構特性 18
2.5.2 二氧化鈦之製備方法 18
第3章 實驗方法與步驟 23
3.1 化學藥品 23
3.2 二氧化鈦合成步驟 23
3.3 合成奈米介孔二氧化鈦之製程參數 23
3.3.1三嵌段兩性共聚物濃度對奈米介孔二氧化鈦比表面積之影響 23
3.3.2不同濃度乙醇對奈米介孔二氧化鈦比表面積之影響 25
3.4材料分析與性質量測 25
第4章 結果與討論 29
4.1 三嵌段兩性共聚物添加量對合成奈米介孔二氧化鈦粉末之晶粒成長及介孔結構之影響 29
4.1.1熱重分析 29
4.1.2 FTIR 分析 31
4.1.3 XRD 分析 31
4.1.4 TEM 分析 37
4.1.5 小角度X-ray 散射分析 41
4.1.6 氮氣吸脫附曲線分析 41
4.2 煆燒溫度對奈米介孔二氧化鈦粉末之影響 48
4.2.1 XRD 分析 48
4.2.2 TEM 分析 48
4.2.3 介孔對晶粒成長機制探討 49
4.2.4氮氣吸脫附曲線分析 49
4.3 加水反應對奈米介孔二氧化鈦粉末之影響 51
4.3.1 FTIR 分析 51
4.3.2 XRD 分析 51
4.3.3 TEM 分析 53
4.3.4氮氣吸脫附曲線分析 59
第5章 結論 64
參考文獻 65
作者簡介 69
1.M. Grätzel, (2001) “Ultrafast colour displays ,” Nature, 409, 575.
2.H. Verweij, (1998) “Nanocrystalline and nanoporous ceramics ” , Adv. Mater, 17, 1483.
3.M. Itoh, H. Hattori and K. Tanabe, (1976) “Catalytic sites on SnO2 and TiO2-SnO2 for the isomerzation of 1-Butene,” J. Catal., 43, 192.
4.A. Camanzi and G. Sberveglierri, (1993) U. S. patent 5, 185, 130.
5.S. S. Park and J. D. Mackenzie, (1996) “Thickness and microstructure effects on alcohol sensing of tin oxide thin films,” Thin Solid Films, 274, 154.
6.K. Langer, E. Mutschler, G. Lambrecht, D. Mayer, G. Troschau, F. Stieneker and J. Kreuter, (1997) “Methylmethacrylate sulfopropylmethacrylate copolymer nanoparticles for drug delivery part Ⅲ: evaluation as drug delivery system for ophthalmic application,” International Journal of Pharmaceutics, 158, 219.
7.IUPAC Manual of Symbols and Terminology, (1972) Appendix 2, Part I, Colloid and surface chemistry, Pure Appl. Chem., 31, 578.
8.J. Y. Ying, C. P. Mehnert and M. S. Wong, (1999) “Synthesis and applications of supramolecular-templated mesoporous materials”, Angew. Chem. Int. Ed. 38, 56.
9.L. A. Chick, L. R. Pederson and G. J. Exarhos, (1990) “Glycine-nitrate combustion synthesis of oxide ceramic powder,” Materials Letters, 10, 6.
10.B. E. Russ, and J. B. Talbot, (1998) “An analysis of the binder formation in electrophoretic deposition,” J. Electrochem. Soc. 145.1253-1256.
11.J. A. Siracuse, J. B. Talbot, E. Sluzky, and K. R. Hesse, (1990) “The adhesive agent in cataphoretically coated phosphor screens,” J. Electrochem. Soc. 137. 346-348.
12.K.-H. Ahn, Y.-B. Park , and D.-W. Park , (2003) “Kinetic and mechanistic study on the chemical vapor deposition of titanium dioxide thin films by in situ FT-IR using TTIP,” Surface & Coatings Technology, 171. 198-204.
13.N. Martin, A. M. E. Santo, R. Sanjines, and F. Levy, (2001) “Energy distribution of ions bombarding TiO2 thin films during sputter deposition,” Surface & Coatings Technology, 138, 77-83.
14.Y. Zhu, L. Zhang, L. Wang, Y. Fu and L. Cao, (2001) “The preparation and chemical structure of TiO2 film photocatalysts supported on stainless steel substrates via the sol-gel method,” J. Mater. Chem, 11. 1864-1868.
15.T. F. Todros, (1984) “Surfactant”, Academic Press, London, p.46-47.
16.B. Lindmanm and H. Wennerstrom, (1980) “Micelles: amphiphile aggregation in aqueous solution, springer-verlag”, Heidelberg, p.6.
17.J. N. Israelachvili, S. Marcelja and R. G. Horn, (1980) “Physical principles of membrane organization”, Q. Rev. Biophys, 13, p.121.
18.D. J. Mitchell and B. W. Ninham, (1981) “Micelles, vesicles and microemulsionsq”, J. Chem. Soc., Faraday, Trans., 77, 1264.
19.高嘉珮,(2000) “中孔洞矽氧分子篩合成條件之控制及動力學研究”,國立台灣大學化學研究所碩士論文,p.5。
20.D. F. Evans and H. Wennerstrom, (1994) “The Colloidal Domain: Where Physics, Chemistry, Biology, and Technology Meet”, VCH Pubisher, New York, p.14.
21.R. J. Stokes and D. F. Evans, (1997) “Fundamentals of Interfacial Engineering,” VHC Publisher, New York, Wiley, p. 215.
22.鄭雅如 (1997) “中孔徑分子篩 MCM41 的合成與形態學之研究” ,國立台灣大學化學研究所碩士論文,12 頁。
23.A. A G. J. De. Soler-Illia, C. Sanchez, B. dicte Lebeau, and, J. Patarin, (2002) “Chemical strategies to design textured materials: from microporous and mesoporous oxides to nanonetworks and hierarchical structures”, Chem.Rev, 102, p4093.
24.J. Y. Ying, C. P. Mehnert and M.S.Wong, (1999) “Synthesis and Applications of Supramolecular-Templated Mesoporous Materials, ” Angew Chem. Int. Ed., 38, p56.
25.S. Brunauer, L. S. Deming, W. S. Deming and E. T. Teller, (1723) “On a theory of the van der waals adsorption of gases”, J. Am. Chem. Soc., vol.6, NO. 2.
26.高濂,鄭珊,張青紅,(2002) “奈米二氧化鈦光催化材料及應用”,化學工業出版社,p.35。
27.葉志揚,(2000) “以溶膠-凝膠法製備二氧化鈦觸媒及其性質鑑定”國立臺灣大學化學工程學系碩士論文 p14。
28.C. Xu, J. Tamaki, N. Miura and N. Yamazoe, (1991) “Grain size effects on gas sensitivity of porous SnO2-Based elements,” Sensors and Actuators B, 3 147-155.
29.張莉毓,(2005) “奈米介孔氧化鎢在 NOx 氣體感測器和光致色變之應用”國立成功大學材料科學及工程學系博士論文,p46~51。
30.S. J. Gregg and K. S. W. Sing, (1982) Adsorption, Surface Area and Porosity, 2nd Ed., Academic Press, New York.
31.S. A. Davis, S. L. Burkett, N. H. Mendelson, and S. Mann, (1997)” Bacterial templating of ordered macrostructures in silica and silica-surfactant mesophases ,” Nature, 385, 420.
32.L. J. Bellamy, (1995) “ The Infrared Spectra of Complex Molecules”, Chapman Hall, New York. vol. 1, 3rd ed.
33.G. J. Li and S. Kawi, (1998) Synthesis, characterization and sensing, application of novel semiconductor oxides, Talanta 45, 759.
34.I. M. F. Daniel, B. Desbat, J. C. Lassegues, B. Gerand, and M. Figlaz, (1987) “Infrared and Raman study of WO3 tungsten trioxides and WO3, xH2O tungsten trioxide tydrates”, J. Solid State Chem. 67, 235.
35.L. H. M.Krings and W. Talen, (1998) Wet chemical preparation and characterization of electrochromic WO3, Solar Energy Materials and Solar Cells 54, 27.
36.I. Zhitomirsky, (1999) “Electrolytic TiO2-RuO2 deposits,’’ J. Mater. Sci. Lett., 34 , 2441-2447.
37.K. Kameyama, K. Tsukada, K. Yahikozawa and Y. Takasu, (1993) “The application of scanning auger microscopy to the surface characterization of RuO2-TiO2 coated titanium electrodes,” J. Electrochem. Soc. 140 966-969.
38.G. Williams and G. S. V. Coles, (1999) “Gas-Sensing potential of nanocrystalline tin dioxied produced by a laser ablation technique”, MRS. Bulletin, June 25-29.
39.陳朝楠, (2004) “合成高均勻度之中孔洞氧化矽球”, 國立成功大學化學系碩士論文,p.95。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 21.彭南元,兒童性侵害案件中兒童證人及專家鑑定之研究-對最高法院八十八年度台上字第三七七四號判決之評析,律師雜誌,第253期,2000年10月,頁38-56。
2. 20.郭壽宏,司法精神鑑定之原理及實際問題,刑事法雜誌,43卷3期,1999年,頁49-66。
3. 19.許士宦,鑑定人在民事訴訟法上之地位,月旦法學教室,13期,2003年,頁12、13。
4. 16.許士宦,私鑑定之證據能力及證據價值,月旦法學教室,16期,2004年,頁10、11。
5. 15.張麗卿,鑑定制度之改革,月旦法學雜誌,第97期,2003年6月,頁126-140。
6. 13.施俊堯,從刑事審判實務析釋鑑定問題,刑事科學,第55期,民國92年3月,頁83-134。
7. 12.施俊堯,律師與刑事鑑定,律師雜誌,第284期5月號,民國92年5月15日,頁64-107。
8. 11.施俊堯,我國刑事訴訟鑑定程序之探討-以尿液證據之鑑定為例,刑事科學,第39期,民國84年3月,頁25-74。
9. 10.施俊堯,刑事訴訟鑑定實務之檢討,刑事科學,第53期,民國91年3月,頁41-102。
10. 6.林佳和,勞工案件專家參審之問題試探,律師雜誌,第253期,2000年10月,頁57-78。
11. 5.林志六,擴大鑑定結果拘束力之研究,刑事法雜誌,第43卷第1期,頁75-85。
12. 3.何賴傑,傳聞法則之同意,月旦法學雜誌,114期,2004年11月,頁85-92。
13. 1.王梅英,專家在法庭上的角色-鑑定或參審?,律師雜誌,第253期,2000年10月,頁29-37。
14. 23.黃朝義,相關刑案中專家參與審判諮詢之運作問題,律師雜誌,第253期,2000年10月,頁16-28。
15. 25.楊雲驊,近年刑事證據重要實務見解選評-程序從新與測謊結果的證據能力,月旦法學教室,第40期,頁43-51。