二氧化鈦及帶金屬的二氧化鈦微粒對有機物質具有良好的光催化分解能力。本論文的主要目的是設計及搭建一套真空系統並配合傅立葉轉換紅外線光譜儀，來研究揮發性有機物在銀/二氧化鈦表面上加熱及照光反應的情形，並以碘甲烷為模型分子進行系統測試。

Both TiO2 and metal modified TiO2 powders show good activity in the heterogeneous photo catalytic reaction in which organic compounds are oxidized and decomposed into small fragments. In this work, a vacuum system is designed and constructed to combine with Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR) spectrometer for future investigation of photochemistry of volatile organic molecules with TiO2 and Ag/TiO2. We have used iodomethane as a model compound to verify the feasibility of this system.

摘要 .…………………………………………………………………………i
Abstrat .…………………………………………………………………………ii
誌謝……………………………………………………………………………iii
目次…………………………………………………………………………iv
表目錄..………………………………………………………………………..vii
圖目錄.……………………………………………………………………….viii
第一章 簡介.………………………………………………………………… 1
1.1 研究動機 .………………………………………………………….1
1.2 半導體光催化原理………………………..………………………..3
1.3 二氧化鈦的晶體結構 ……………….………………………… 3
1.4 二氧化鈦光催化 .……………………………..………………….4
1.5 紅外光吸收光譜 .……………………………..………………… 5
第二章 真空系統 .……………………………………………….…………. 7
2.1斜楔法蘭封合 …………………...………………………………… 7
2.2真空閥門 ………………………………………...………………… 8
2.3真空幫浦 ……………………………………...…………………… 9
2.3.1 機械幫浦 ……………………………………...…………… 9
2.3.2 渦輪分子幫浦 …………………………………………… 11
2.4真空壓力計 ……………………………………….……………… 12
2.4.1 電容壓力計……………………….……….……………… 12
2.4.2 熱電偶壓力計………………….….……………………… 13
2.4.3 離子壓力計 …………………….………………………… 14
2.5熱電偶溫度計 …………………………….……………………… 15
第三章 系統設計及原理………………………………………………….. 17
3.1 真空腔反應室 .………………………………………………… 17
3.2 樣品操控器 .…………………………………………………… 17
3.3 氣體輸送管線 .………………………………………………… 20
3.4 汞燈系統 .……………………………………………………… 20
第四章 系統測試………………………………………………………….. 24
4.1 真空度 .……………………………………………..…………… 24
4.2 加熱系統 .……………………………………………………… 24
4.3 氮氣沖淨 .……………………………………………………… 24
4.4 碘甲烷氣相之紅外線光譜……………………………………… 24
第五章 實驗部分………………………………………………………….. 27
5.1 傅立葉轉換紅外線光譜儀.…………………………..……….…. 27
5.2 樣品製備 .………………………………………..……………… 28
5.2.1 二氧化鈦/鎢網的製備及前處理………………………… 28
5.2.2 銀/二氧化鈦的製備 …………………………………… 29
5.2.3 以AA測量銀/二氧化鈦合成過程中的銀含量………… 31
5.3 實驗程序 .…………………………………………………..…… 32
5.3.1 吸附實驗………………………………………….……… 33
5.3.2 熱化學實驗………………………………….…………… 33
5.3.3 光化學實驗 ………………………….………………… 33
第六章 實驗結果及討論………………………………………………….. 34
6.1 碘甲烷與二氧化鈦之反應 .……………………….…………… 34
6.1.1 碘甲烷在二氧化鈦表面之吸附………………………… 34
6.1.2 碘甲烷在二氧化鈦表面之熱化學……………………… 35
6.1.3 碘甲烷在二氧化鈦表面之光化學……………………… 38
6.2 碘甲烷與銀/二氧化鈦之反應 .………………………………… 39
6.2.1 碘甲烷在銀/二氧化鈦表面之吸附……………………… 39
6.2.2 碘甲烷在銀/二氧化鈦表面之熱化學…………………… 39
6.2.3 碘甲烷在銀/二氧化鈦表面之光化學…………………… 41
6.3 銀/二氧化鈦表面清潔方法之改進 .…………………………… 42
6.3.1 以AA分析在各種溫度下鎢網上銀/二氧化鈦的銀含量 43
6.3.2 碘甲烷與銀/二氧化鈦之照光反應………….…………… 43
6.4 討論.……..……………………………………………………….…48
第七章 總結……………………………………..………………………….. 50
參考文獻 ……………………….……………………………………………. 51
附錄
A. 儀器設備 …………………………………………………………...53
B. 實驗藥品 ……………………………………….………………….. 54
C. ZnSe光穿透曲線圖 …………………………….………………….. 55
D. Quartz光穿透曲線圖 …………………………...………………….. 56
E. 200W汞燈的放射曲線圖 ………………………….…………….. 57
F. 350W及500W汞燈的放射曲線圖 ……………….……………… 58
G. 去離子水濾筒之光線穿透圖 ………………….………………….. 59
H. Pyrex玻璃之光線穿透圖 …………………….………..………….. 60
表目錄
表一 常用的熱電偶型式 ..............................................……………..… 16
表二 三種常用紅外線偵測器間的比較表 .....................................….… 27
表三 波峰位置比較表 ..............................................……………..… 45

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