臺灣博碩士論文加值系統

摘要
隨著生活水準日益的提升，建築物於室內較常出現通風不良，抑或為密閉循環式空間，而室內空氣汙染物的存在可能引起人體不適，其中甲醛因其存在的範圍大且廣，並為建築或裝潢材料內之添加劑，在室溫下容易揮發並被人體吸入，是較受關注的一種汙染物，且已被確定為人類致癌物質之一。
本研究自行製備二氧化鈦/聚苯胺複合物，欲利用聚苯胺的半導體特性結合二氧化鈦，嚐試利用光催化反應去除甲醛，並評估其去除效率。研究中利用商業型二氧化鈦加入合成聚苯胺製程，製備二氧化鈦/聚苯胺複合物；先進行亞甲基藍除色測試，再進行光催化降解甲醛實驗，研究參數包含有無使用紫外光之差別、複合物中二氧化鈦及聚苯胺之比例、及複合物重量，以評估各參數對甲醛去除率之影響。
結果顯示，二氧化鈦/聚苯胺複合物經紫外光照射對於亞甲基藍之去除速率優於聚苯胺及二氧化鈦單體，複合物可於120 min內達99%以上之除色效果；而在無紫外光下聚苯胺除色效果最佳，可達85.3%，複合物中最具除色效果者係T/P 1(二氧化鈦/聚苯胺比例=1)可達52.5%。
在降解甲醛測試方面，在無紫外光下，0.1 g的複合物T/P 1具最佳之甲醛去除率44.5% ，但在紫外光下複合物去除率皆低於30%，可能與接觸面積相關，為此將複合物增加至0.3 g，在複合物中，T/P 1 於紫外光下具有較佳的甲醛去除率55.5%。

Abstract
With the living standards improved, interior space often appears poorly ventilated, or was closed circulation. The indoor air pollutants may cause adverse health effect, among formaldehyde is widely applying in the construction and decoration. It is easy to evaporate and be inhaled at room temperature, furthermore it, has been identified as a human carcinogen.
In this study we synthesized titanium dioxide / polyaniline composites. The composite was tested to evaluate the formaldehyde removal with or without the UV. The results showed that the chromaticity removal rate of methylene blue by titanium dioxide / polyaniline composites with UV was over 99% for 120 minutes.
Without UV light, polyaniline has the highest removal rate of 85.4%, however, it was only 52.5% for the complex T/P 1(titanium dioxide / polyaniline proportion = 1). The formaldehyde removal rate for 0.1 g of the composite T/P 1.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章、前言 1
1-1研究緣起 1
1-2研究目的 2
第二章、文獻回顧 3
2-1甲醛之特性與暴露來源 3
2-2光催化反應原理 5
2-3二氧化鈦光催化 9
2-3-1二氧化鈦之光催化反應 9
2-3-2二氧化鈦之物性 10
2-4二氧化鈦製備方法 13
2-5聚苯胺 16
2-5-1聚苯胺簡介 16
2-5-2聚苯胺合成方式 18
2-6二氧化鈦/聚苯胺複合物 19
第三章、實驗材料與方法 20
3-1研究架構 20
3-2實驗材料與設備 22
3-2-1實驗藥品 22
3-2-2儀器設備 23
3-3實驗步驟 25
3-3-1製備聚苯胺 25
3-3-2製備二氧化鈦/聚苯胺複合物 26
3-4 光催化實驗程序 27
3-4-1亞甲基藍光催化 27
3-4-2自製甲醛反應系統 28
3-5光催化分析 30
3-5-1樣品採樣 30
3-5-2採樣分析 30
第四章、結果與討論 32
4-1二氧化鈦/聚苯胺複合物特徵 32
4-1-1 FTIR分析 32
4-1-2 SEM分析 34
4-1-3 XRD分析 34
4-1-4 TGA分析 34
4-2亞甲基藍除色率之比較 37
4-2-1亞甲基藍檢量線 37
4-2-2無紫外光下對亞甲基藍除色率 38
4-2-3紫外光下對亞甲基藍去除率 39
4-2-4亞甲基藍除色率之比較 40
4-3甲醛反應系統穩定性測試 41
4-3-1甲醛進流量與溫度對穩定性之影響 41
4-4聚苯胺/二氧化鈦複合物去除甲醛 44
4-4-1紫外光與不同比例之複合物之影響 44
4-4-2複合物重量之影響 46
第五章、結論 48
參考文獻 49


圖目錄
圖2-1 光催化反應之原理 6
圖2-2 半導體能隙與氧化電位圖 7
圖2-3 TiO2 Anatase 及Rutile 晶型結構 12
圖3-1 研究架構 21
圖3-2 製備聚苯胺 25
圖3-3 製備二氧化鈦/聚苯胺溶液 26
圖3-4 亞甲基藍光催化降解實驗 27
圖3-5 自製甲醛反應系統 28
圖3-6 採樣分析流程圖 31
圖4-1-1 FTIR 分析 33
圖4-1-2 SEM 分析 35
圖4-1-3 XRD 分析 36
圖4-1-4 TGA 分析 36
圖4-2-1亞甲基藍檢量線 37
圖4-2-2無紫外光下複合物對亞甲基藍之除色率 38
圖4-2-3紫外光下複合物對亞甲基藍之除色率 39
圖4-3-1甲醛進流量5 cm3/min與溫度之關係 42
圖4-3-2甲醛進流量7.5 cm3/min時與溫度之關係 42
圖4-3-3甲醛進流量10 cm3/min與溫度之關係 43
圖4-4-1有無紫外光下不同物種對甲醛之去除率 45
圖4-4-2紫外光下不同重量對甲醛之去除率 47


表目錄
表2-1甲醛之物理與化學特性 4
表2-2可利用光催化法處理之有機化合物種類 7
表2-3常見化學鍵能斷鍵裂所需之能量 8
表2-4二氧化鈦光催化可能之反應機制 9
表2-5二氧化鈦基本性質 11
表2-6二氧化鈦之銳鈦礦及金紅石結晶型比較 11
表2-7不同製備方法之比較 15
表3-1實驗用藥品 22
表4-1聚苯胺的紅外吸收特性波數 33
表4-2不同光源下亞甲基藍最佳除色率之比較 40
表4-3可見光下之甲醛去除率 44
表4-4紫外光下甲醛去除率 44
表4-5紫外光下重量對甲醛去除率之影響 46

參考文獻
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