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研究生:曾暐翔
研究生(外文):Tseng,Wei Hsiang
論文名稱:奈米二氧化鈦光觸媒應用於不同基材降解揮發性有機物之研究
論文名稱(外文):Nano TiO2 photocatalyst applied in different substrates for decomposing VOCs.
指導教授:李曜全李曜全引用關係
指導教授(外文):Lee,Yao Chuan
口試委員:李曜全張育傑華梅英
口試日期:2012-06-20
學位類別:碩士
校院名稱:東南科技大學
系所名稱:防災科技研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:光觸媒二氧化鈦薄膜光催化揮發性有機物
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本研究利用二氧化鈦薄膜覆膜於不鏽鋼濾網及玻璃管做光催化反應降解揮發性有機物(VOC),調查光觸媒反應器對VOC的影響。本研究所使用光觸媒反應器為不鏽鋼材質和紫外線(UV)輻射的燈管,以及降解VOC之系統,光觸媒反應器是由中心的UV燈管及填充於反應器內之光觸媒材料所組成。二氧化鈦薄膜的覆膜液方式採用溶膠凝膠(sol-gel)技術,在室溫下進行。為了檢視二氧化鈦薄膜之結構與型態特性,採用X射線繞射分析儀(X-ray diffractometer,XRD)、掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)、能量散射光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)配合檢測。VOC模組系統為實驗室自行架設,使用之揮發性有機物為丙酮,並使用氣體偵測儀(minirae 2000)偵測濃度。在控制氣體流量及丙酮濃度下,評估反應器光催化反應對VOC之降解效率。結果顯示,二氧化鈦薄膜成功附著於基材表面,且形成了高催化效率之銳鈦礦,二氧化鈦顆粒皆為奈米大小,藉由波長365nm的UV燈管照射,二氧化鈦薄膜/基材成功的降解揮發性有機物,也成功的比較出不同基材之降解效率。
In this study, coating titanium dioxide thin films on different substrates for photocatalytic degradation of volatile organic compounds is investigated. Two types of coating substrates are chosen, filtrating stainless steel mesh and denuder type glass tube. The photocatalytic materials are surrounded the UV lamp and filled in the reactor. Titanium dioxide thin films are coated by sol-gel technology at room temperature. In order to observe the structures and morphological characteristics of TiO2 thin film, X-ray diffractometer, scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometer were executed. Testing VOC sample preparation module in this study is acetone, and was analyzed by minirae 2000 to detect concentration variation under each experiment conditions. Controlling the factors including gas flow rate and concentration of acetone, assessment of degradation efficiencies of the photocatalytic reactions were observed. Results showed that TiO2 thin films are successful attached to both the surfaces of these two kinds of substrates. The anatase, nano-sized TiO2 demonstrated a high catalytic efficiency by wavelength 365nm UV lamp radiation. Degradation efficiencies of volatile organic compounds of these two kinds of TiO2 thin fil L/min ubstrate material were also compared.
目錄
中文摘要…………………………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………………iii
目錄……………………………………………………………………iv
表目錄…………………………………………………………………vii
圖目錄…………………………………………………………………viii
第一章 前言……………………………………………………………1
1-1 研究緣起………………………………………………………1
1-2 研究目的………………………………………………………2
1-3 預期成果………………………………………………………3
第二章 文獻回顧………………………………………………………4
2-1 光觸媒的簡介…………………………………………………5
2-1-1光觸媒的現況與未來趨勢…………………………………7
2-1-2光觸媒的種類………………………………………………8
2-2 二氧化鈦光觸媒………………………………………………14
2-2-1二氧化鈦之特性……………………………………………14
2-2-2二氧化鈦之結晶結構………………………………………15
2-2-3二氧化鈦製備方法…………………………………………18
2-2-4二氧化鈦光催化特性………………………………………25
2-2-5 二氧化鈦處理VOC之應用…………………………………27
2-3 VOC特性與來源介紹…………………………………………27
2-3-1丙酮之特性及應用…………………………………………29
2-3-2丙酮對人體之危害…………………………………………32
2-4 VOC分析方法…………………………………………………34
第三章 實驗方法與設備………………………………………………38
3-1 研究方法………………………………………………………38
3-1-1實驗系統模組………………………………………………40
3-1-2試驗步驟……………………………………………………41
3-2 實驗儀器設備…………………………………………………41
3-2-1實驗藥品……………………………………………………44
3-3 二氧化鈦薄膜與載體製作……………………………………45
3-3-1不鏽鋼濾網與玻璃管載體前處理…………………………45
3-3-2溶膠凝膠製作二氧化鈦薄膜………………………………45
3-3-3二氧化鈦燒結方法…………………………………………46
第四章 結果與討論……………………………………………………48
4-1 二氧化鈦粉末晶相分析………………………………………48
4-2二氧化鈦薄膜結構分析………………………………………49
4-2-不鏽鋼濾網/二氧化鈦薄膜結構分析………………………49
4-2-2玻璃管/二氧化鈦薄膜結構分析…………………………53
4-3二氧化鈦薄膜降解VOC之效率………………………………57
4-3-1不鏽鋼濾網/二氧化鈦薄膜降解VOC之效率………………58
4-3-2玻璃管/二氧化鈦薄膜降解VOC之效率……………………60
4-3-3不鏽鋼濾網與玻璃管/二氧化鈦薄膜降解VOC之效率比較
……………………………………………………………………62
第五章 結論與建議 …………………………………………………65
5-1 結論 …………………………………………………………65
5-2 建議 …………………………………………………………66

參考文獻
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