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研究生:蘇以禎
研究生(外文):I-Chen Su
論文名稱:利用Zeolite–TiO2複合紙之光催化反應分解乙醛
論文名稱(外文):Photocatalytic decomposition of acetaldehyde by Zeolite - TiO2 composite sheet
指導教授:李璜桂李璜桂引用關係
指導教授(外文):Huang-Kuei Lee
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:材料科學與奈米科技研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:二氧化鈦沸石複合紙吸附光催化分解乙醛
外文關鍵詞:TiO2Zeolitecomposite sheetsadsorbability photodecomposition for acetaldehyde
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本研究旨在利用濕式手抄紙技術製備作為空氣濾清用之Zeolite(沸石)-TiO2(二氧化鈦)複合紙,並探討該紙基材對乙醛之吸附光分解效率。並利用單Zeolite複合紙、二氧化鈦複合紙、Zeolite-TiO2複合紙,對於乙醛分解相互比較。
吸附乙醛部分,當沸石結構中矽/鋁莫耳比增加,有助於減少乙醛濃度;矽/鋁莫耳比的大小能有效降低乙醛濃度,另外其表面積大小的影響比較小。沸石所製成沸石紙基材,短時間對於乙醛濃度有明顯且快速的降低,它並不具分解去除乙醛機能。吸附乙醛後,二氧化鈦粉末及二氧化鈦複合紙照射紫外光,可以有效分解乙醛,但要將乙醛完全去除,需要花費較長時間;Zeolite-TiO2複合紙照射紫外光後,與TiO2紙比較之下,能更有效且快速地分解乙醛,沸石紙雖然也只將乙醛吸附,但吸附達到平衡後,無法吸附更多的乙醛。
吸附光催化分解乙醛部分,Zeolite-TiO2複合紙(Ti:Ze = 1:2)於紫外光照射下,短時間有效率將乙醛分解,低濃度下也有相當好的分解效果,分解效率可達95%以上。
This study investigated to fabricate Zeolite - TiO2 composite sheets by using a wet papermaking technique for to filter and air-cleaning, and further assess the efficiency of adsorbability photodecomposition for acetaldehyde. Were used single zeolite composite sheets、TiO2 composite sheets、Zeolite - TiO2 composite sheets decomposition for acetaldehyde to compare.
Parts of adsorbability for acetaldehyde, when zeolite structure Si/Al molecular ratio to increase to be conducive to reduce acetaldehyde consistency. Si/Al molecular ratio size influence more than surface area size can effective to reduce acetaldehyde consistency. Zeolite manufacture zeolite composite sheets materials, in short hours acetaldehyde consistency have obvious and quickly to reduce, but not have decomposition for acetaldehyde function. Behide adsorbability for acetaldehyde, TiO2 powder and TiO2 composite sheet irradiated with ultraviolet light(UV) can effectively decomposition for acetaldehyde, but absolute to remove for acetaldehyde need spend a lot of time. Zeolite - TiO2 composite sheet irradiated with ultraviolet light and TiO2 composite sheet compare, have quickly and effectively decomposition for acetaldehyde, zeolite composite sheets even though adsorbability for acetaldehyde, when adsorbability to reach balance, incapable adsorbability more acetaldehyde.

Parts of adsorbability photodecomposition for acetaldehyde, Zeolite - TiO2 composite sheet(Ti:Ze = 1:2)irradiated with ultraviolet light, in short hours have effectively absolute decomposition for acetaldehyde, low concentration have fairly good to decompose effect, decompose efficiency to reach 95%.
目錄
中文摘要 Ι
英文摘要 Π
目錄 IV
圖目錄 VШ
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 研究起緣 1
1-2 揮發性有機化合物分類 6
1-3 研究方向及目標 7
第二章 理論與文獻回顧 8
2-1 二氧化鈦基本介紹 8
2-2 光催化原理 12
2-3 二氧化鈦光觸媒之應用 15
2-4 二氧化鈦光觸媒之製備 18
2-4-1 奈米二氧化鈦製備方法 18
2-4-2 奈米二氧化鈦製備反應式 20
2-5光催化反應之吸附等溫線 22
2-6 吸附原理及理論 24
2-6-1 吸附原理 24
2-6-2 吸附理論 25
2-6-3等溫吸附方程式理論 29
2-6-4 影響吸附之因素 35
2-7 沸石之介紹 37
2-7-1 沸石特性 37
2-6-2 沸石吸附劑之選擇 40
第三章 實驗方法 41
3-1 濾材之介紹 41
3-1-1 抄紙纖維材料之選擇 41
3-1-2 二氧化鈦之選擇 42
3-1-3 分解乙醛之選擇 44
3-2 實驗藥品及材料 46
3-3 實驗設備 48
3-4 Zeolite-TiO2複合紙製備 50
3-4-1 Zeolite-TiO2複合紙製備流程簡介 50
3-4-2 燒解 51
3-4-3 Zeolite-TiO2複合紙製備流程 52
3-5 材料的鑑定與分析 53
3-5-1 X光粉末繞射(XRD) 53
3-5-2 熱重損失分析(TGA) 54
3-5-3 紫外光-可見光吸收光譜(UV-Visible Spectra) 55
3-5-4 氣相色層分析附火焰游離偵測器
(Gas Chromatography, GC-FID) 55
3-6 光催化分解與沸石吸附乙醛實驗介紹 56
3-6-1 沸石吸附乙醛氣體實驗裝置簡介 56
3-6-2 二氧化鈦光催化分解乙醛氣體實驗裝置簡介 58
3-6-3 Zeolite-TiO2複合紙吸附乙醛氣體後經光催化
分解實驗裝置簡介 59
3-6-4 測試步驟 60
第四章 結果與討論 61
4-1 X光繞射分析(XRD) 61
4-2 熱重分析(TGA) 63
4-3 紫外光-可見光吸收分析(UV-Visible Spectra) 65
4-4 不同類型沸石對乙醛的吸附作用 67
4-5 各種材料對乙醛的吸附作用 70
4-6 二氧化鈦對乙醛之分解作用 72
4-7 Zeolite-TiO2複合紙吸附分解乙醛 75
第五章 結論 79
參考文獻 81







圖目錄
圖1-1-1 Zeolite-TiO2複合紙協同作用的效果 5
圖2-1-1 金紅石相與銳鈦礦相結構 9
圖2-1-2 TiO6八面體結構 9
圖2-1-3 太陽輻射至地表之能量 11
圖2-2-1 光觸媒光催化機制示意圖 14
圖2-2-2 光照射催化後,電子電洞對可能的反應路徑示意圖 14
圖2-2-1 光觸媒除霧 16
圖2-6-1 吸附劑吸附污染物示意圖 24
圖2-6-2 各種吸附型態示意圖 27
圖2-6-3 五種等溫吸附曲線示意圖 29
圖2-6-4 Freundlich等溫吸附曲線示意圖 31
圖2-6-5 Langmuir等溫吸附曲線示意圖 33
圖2-6-6 BET等溫吸附曲線示意圖 34
圖2-7-1 沸石基本結構示意圖 39
圖3-6-1 光催化分解與吸附乙醛實驗裝置:(a)未放入
Sample的實驗裝置;(b)放入Sample後實驗裝置 57
圖3-6-2 注射器(Syringe)注入步驟:由抽取樣本到注入GC中 57
圖4-1-1 二氧化鈦各鍛燒溫度之XRD圖譜 62
圖4-2-1 各種材料TGA分析圖譜 64
圖4-3-1 二氧化鈦各鍛燒溫度之UV光譜圖 66
圖4-4-1 各種Y-type 沸石對乙醛吸附作用關係圖 68
圖4-4-2 CBV 780沸石粉末與紙張重量改變對乙醛
吸附作用關係圖 69
圖4-5-1 各種材料對乙醛吸附作用關係圖 71
圖4-6-1 二氧化鈦照射UV光前後對乙醛之光催化反應關係圖 73
圖4-6-2 二氧化鈦紙與粉末照射UV光對乙醛氣體濃度關係圖 74
圖4-7-1 Zeolite-TiO2複合紙照射UV光前後吸附分解乙
醛關係圖 78
圖4-7-2 Zeolite-TiO2複合紙照射UV光吸附分解乙醛
關係圖 78






表目錄
表1-1-1 半導體相關產業污染特性一覽表 4
表1-1-2 各種吸附劑特性比較 5
表1-1-3 WHO對有機污染物之分類 5
表2-3-1 光觸媒的應用範圍 17
表2-6-1 物理吸附與化學吸附特性之比較 28
表3-1-1 anatase及rutile晶型比較 43
表3-1-2 乙醛物化性資料表 45
表3-1-3 乙醛的健康危害資料表 45
表3-2-1 Y-type 沸石之各項數據 47
表4-7-1 紙張留存率數據 77
參考文獻
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