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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張文彥
研究生(外文):Wen-yen Chang
論文名稱:摻氮二氧化鈦在可見光下分解氣相丙酮
論文名稱(外文):Oxidation of gaseous acetone with nitrogen–doped titanium dioxide illuminated by visible light
指導教授:張秋萍張秋萍引用關係
指導教授(外文):Chiu-Ping Chang
學位類別:碩士
校院名稱:元培科技大學
系所名稱:環境工程衛生研究所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:摻氮觸媒水熱法可見光溶膠-凝膠法
外文關鍵詞:N doped photocatalysthydrothermal processsol-gelvisible light
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利用簡單的溶膠凝膠(sol-gel)法摻氮結合水熱(hydrothermal)法製備二氧化鈦(TiO2),再以日光燈催化氧化氣相丙酮觸媒特性採用X光繞射儀(X-RAY diffract , XRD)觀察晶相種類,TiO2晶相會隨著水熱溫度上升會有銳鈦晶相產生,隨著水熱時間增加會使銳鈦相變窄。場發射掃描式電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope型觀察觸媒型態發現TiO2會聚集變大表面出現很多細小顆粒。
在不同製備條件(N/Ti比、水熱溫度、水熱時間),添加氮TiO2與無加氮TiO2相比,摻氮TiO2丙酮殘餘率較低,另外NTi 比=1.8%的TiO2活性最佳。而經水熱法處理TiO2比未經過水熱法處理TiO2擁有較高的催化效果;水熱溫度對TiO2活性影響小,水熱時間1hr、2hr、5hr的丙酮殘餘率差異不大,約在50%;不過當水熱時間增至12hr與24hr,丙酮殘餘率也增至60%。
研究證實,以TiO2摻氮加水熱法,能提升TiO2 在日光燈下光降解氣相丙酮的活性。

Within the simple sol-gel method, N-doped combining with hydrothermal methods was applied to prepare TiO2. As-prepared N-doped catalyst was characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Along with the increase of the hydrothermal temperature, the crystalline phase of TiO2 produced the anatase phase. In contrast, the increase of the hydrothermal time narrowed the peak of anatase.
The catalyst was excited by the light of fluorescent lamp to oxide gaseous acetone. The residual rate of acetone and the concentration of CO2 were analysed. Under different preparation parameters (i.e. Ti/N ratio, hydrothermal temperature, hydrothermal time), N-doped TiO2 showed higher activity than the TiO2 without N-doped. In addition, TiO2 with Ti/N ratio = 1.8% showed the best activity. On the other hand, TiO2 treated by hydrothermal methods showed higher activity than the TiO2 without hydrothermal treatment. The effect of hydrothermal temperature was small on the activity of TiO2. The hydrothermal times less than 5hr showed higher activity.

誌 謝 I
中文摘要 II
英文摘要 III
目 錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 研究源起 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究架構 2
第二章 文獻回顧 5
2-1丙酮 5
2-1-1丙酮性質與應用 5
2-1-2丙酮對於人體的危害 5
2-1-3 降解丙酮之處理方式 7
2-2半導體性質 9
2-3 光觸媒 11
2-3-1 光觸媒簡介 11
2-3-2二氧化鈦特性與製備 13
2-3-3光催化反應機制 14
2-3-4製備二氧化鈦方式 15
2-3-4-1觸媒製程中摻氮/摻氮的比例 15
2-3-4-2熱處理-水熱法 17
第三章 實驗設備與方法 20
3-1實驗材料 20
3-1-1觸媒製備藥品 20
3-1-2光催化實驗所需材料 20
3-2觸媒製備 21
3-2-1觸媒製備 21
3-2-2觸媒薄膜製備 22
3-3觸媒特性分析 23
3-3-1 XRD分析 23
3-3-2 FE-SEM分析 24
3-3-3 EDS分析 25
3-4光催化實驗 25
3-4-1 氣體產生裝置 26
3-4-2 光催化反應裝置 30
3-4-3 丙酮與CO2分析裝置 32
3-4-3-1 GC分析 32
3-4-3-2 CO2分析 32
3-4-4 實驗程序 33
3-4-5 計算 33
第四章 結果與討論 34
4-1觸媒特性分析 34
4-1-1XRD圖譜 34
4-1-2 SEM圖譜 40
4-2背景實驗 52
4-2-1穩定實驗 52
4-2-2光解實驗 52
4-2-3 TiO2暗反應實驗 52
4-3觸媒製備因子 54
4-3-1 觸媒摻氮比例 54
4-3-1-1 丙酮殘餘率 54
4-3-1-2 CO2生產量 54
4-3-2 不同水熱溫度 57
4-3-2-1 丙酮吸附量 57
4-3-2-2 丙酮殘餘率 57
4-3-2-3 CO2生產量 58
4-3-3 不同水熱時間 66
4-3-3-1 丙酮吸附量 66
4-3-3-2 丙酮殘餘率 66
4-3-3-3 CO2生產量 66
第五章 結論 71
參考文獻 72
附錄 76
1 EDS分析 76

一、英文部分
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