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研究生:陳莉玲
研究生(外文):Li-Lin Chen
論文名稱:以鉑改質二氧化鈦/超順磁性聚甲基丙烯酸甲酯微球去除水溶液中鄰苯二甲酸二甲酯之光催化研究
論文名稱(外文):Photocatalytic Degradation of Dimethyl Phthalate by Pt-doped TiO2/Superparamagnetic Poly(methyl methacrylate) Microspheres in an Aqueous Solution
指導教授:陳奕宏陳奕宏引用關係
指導教授(外文):Yi-Hung Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:化學工程系碩士班
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:116
中文關鍵詞:鉑改質二氧化鈦光催化磁性聚甲基丙烯酸甲酯微球鄰苯二甲酸二甲酯照紫外燈
外文關鍵詞:Pt-doped titanium dioxidephotocatalyticmagnetic poly(methyl methacrylate)dimethyl phthalateUV radiation
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本研究利用磁性聚甲基丙烯酸甲酯(poly (methyl methacrylate), PMMA)微球為載體,將二氧化鈦(Degussa P25)包覆在磁性載體的表面上,並用鉑對二氧化鈦做表面改質。所製備出的鉑改質二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球(Pt-doped-TiO2- coated magnetic PMMA microspheres),具有高的光催化活性、可利用磁性回收且重覆使用具有光催化活性。利用掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscopy, SEM)、能量散佈分析儀(Energy dispersive spectrometer, EDS)、電子能譜儀(X-ray photoelectron spectrometer, XPS)等儀器,可觀察得到鉑改質二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球的形狀、大小、和型態等特性分析。利用高效能液相層析儀(High performance liquid chromatography, HPLC)、總有機碳分析儀(Total organic carbon, TOC)等儀器作催化分解程序上定量及值的分析,並利用液相層析質譜儀(Liquid Chromatography Mass Spectrometry, LC-MS)探討相關的催化反應機制、分解效率、以及動力學模式上的應用。因此希望能找出最佳的反應條件,來有效率的分解反應物,進而能在環境方面有所貢獻。
This study investigates the photocatalytic degradation of dimethyl phthalate (DMP) with titanium dioxide-coated magnetic poly(methyl methacrylate) microspheres of various platinum-doped contents(Pt-doped-TiO2-coated magnetic PMMA microspheres). The Pt-doped-TiO2-coated magnetic PMMA microspheres are employed as the novel photocatalysts with the advantages of high photocatalytic activity, magnetic separability, and good durability. The scanning electron microscopy(SEM) and energy dispersive X-ray analysis(EDX) images and X-ray photoelectron spectrometer(XPS) are used to characterize the morphology and Pt element content of the Pt-doped-TiO2-coated magnetic PMMA microspheres. The eliminations of DMP and total organic carbons(TOC) concentrations are analyzed to study the photocatalysis of DMP with the Pt-doped-TiO2-coated magnetic PMMA microspheres under different experimental conditions.
中文摘要 I
Abstract II
目 錄 III
表目錄 VI
圖目錄 VII
符號說明 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 磁性物質 4
2.1.1 磁性流體的源起及發展 4
2.1.2 磁性物質原理 4
2.1.3 氧化鐵 7
2.2 聚合技術 10
2.2.1 共混包埋法 10
2.2.2 活化溶脹法 11
2.2.3 介面沈積法 11
2.2.4 單體聚合法 12
2.2.4.1 乳液聚合法 12
2.2.4.2 分散聚合法 14
2.2.4.3 懸浮聚合法 14
2.3 二氧化鈦光觸媒 17
2.3.1 二氧化鈦的源起及發展 17
2.3.2 二氧化鈦簡介 17
2.3.3 光催化反應原理 17
2.3.4 二氧化鈦之觸媒鉑改質 19
2.3.5 光催化反應動力模式 20
第三章 儀器設備與研究方法 22
3.1 實驗藥品 22
3.2 觸媒製備 25
3.2.1 製備具油酸包覆的四氧化三鐵顆粒 25
3.2.2 製備磁性PMMA微球 25
3.2.3 製備二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球(TiO2-coated magnetic PMMA microspheres) 26
3.2.4 製備以鉑改質二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球(Pt-doped-TiO2-coated magnetic PMMA microspheres) 26
3.3 二氧化鈦對鄰苯二甲酸二甲酯水溶液進行恆溫吸附實驗步驟 27
3.4 鄰苯二甲酸二甲酯水溶液光催化降解實驗步驟 28
3.4.1 直接光降解鄰苯二甲酸二甲酯水溶液 28
3.4.2 使用二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球進行鄰苯二甲酸二甲酯水溶液的光催化 28
3.4.3 使用鉑改質二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球進行鄰苯二甲酸二甲酯水溶液的光催化 29
3.4.4 重複使用(multi-run)鉑改質二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球進行鄰苯二甲酸二甲酯水溶液的光催化 30
3.5 實驗儀器 31
第四章 結果與討論 34
4.1 鉑改質二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球之特性分析 34
4.1.1 掃描式電子顯微鏡圖像分析 34
4.1.2 無機物含量分析 34
4.1.3 磁滯曲線之探討 35
4.1.4 鉑分佈於二氧化鈦包覆磁性PMMA微球表面的密度探討 35
4.1.5 比表面積之分析 35
4.1.6 化學分析電子光譜圖之分析 36
4.1.7 無機物組成鑑定 36
4.1.8 鉑改質二氧化鈦包覆的磁性PMMA微球的表面型態鑑定 37
4.2 光催化鄰苯二甲酸二甲酯之探討 38
4.2.1 恆溫吸附結果 38
4.2.2 不同光催化條件下之探討 38
4.2.3 光催化鄰苯二甲酸二甲酯水溶液之動力學探討 41
第五章 結論 42
参考文獻 89
附錄A 燈管強度計算方法 94
附錄B Fe3O4與TiO2包覆在TiO2/mPMMA微球表面的百分比計算方式 95
附錄C dPt-TiO2 的計算算法 96
附錄D DMP之UV吸收光譜 97
附錄E DMP之HPLC吸收光譜(λ = 230 nm) 98
附錄F DMP之HPLC檢量線 99
附錄G 光子通量及光子效率計算方式 100
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