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研究生:莊雅喬
研究生(外文):Ya Ciao Jhuang
論文名稱:以溶膠-凝膠法製備介孔二氧化鈦及其特性研究
論文名稱(外文):Preparation and characterization of mesoporous titania by sol-gel method
指導教授:張莉毓
指導教授(外文):Lay Gaik Teoh
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:機械工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:溶膠–凝膠法介孔二氧化鈦摻雜
外文關鍵詞:sol-gel methodmesoporous titaniadoping
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介孔材料由於具有高的比表面積及孔洞分佈均勻之特性,其應用相當廣泛,是近年來在奈米材料科學領域中引人注目的研究領域。本研究以溶膠-凝膠法,三嵌段兩性共聚物為模板,TiCl4為反應前驅物,摻雜異價離子X/Ti(X= Zn, Mn, Zr)合成奈米結構介孔TiO2。實驗是以XRD、SEM、TEM 和N2氣吸附/脫附等溫曲線等分析探討介孔TiO2於不同合成條件下,對微結構與比表面積變化之情形,藉此瞭解摻雜物對介孔TiO2合成之影響。
實驗結果顯示,本研究所合成之介孔TiO2,由XRD分析得知,對於摻雜Mn和Zr較容易將純TiO2的銳鈦礦相(anatase)結構轉變成金紅石相(rutile)結構,而摻雜Zn的介孔TiO2 晶相結構與純介孔TiO2 相同。利用XRD結果計算試樣的晶粒大小,得知摻雜Zn、Mn和Zr之介孔TiO2,其晶粒大小較純介孔TiO2的還小,摻雜量愈多晶粒愈小,說明摻雜對試樣的結構和結晶性影響甚大。由SEM觀察得知摻雜不同比例可控制顆粒大小及細密度。由TEM觀察得知不同的摻雜物會改變介孔TiO2 的晶體形態。由N2氣吸附/脫附等溫曲線分析得知當摻雜Zr在0.065 mol% 時,有最大的比表面積92.6 m2/g、氮氣吸附量0.528 cm3/g 及平均孔徑為202Å。

Recently, mesostructured materials with high surface areas and large pore sizes have attracted much attention because of their potential applications in the areas of adsorption and catalysis. In this study, mesoporous TiO2 was prepared by sol-gel process and the synthesis was accomplished by using triblock copolymer as the template, and TiCl4 as the inorganic precursor. Moreover, surface modification of mesoporous TiO2 powders by ions dopant X/Ti(X= Zn, Mn, Zr) are also investigated. The effects of additives on the structure, specific surface area of mesoporous TiO2 were investigated by XRD, SEM, TEM and N2 adsorption-desorption isotherm analyses.
From XRD studied, Mn-doped and Zr-doped mesoporous TiO2 with the rutile structure were obtained at 450°C, but Zn-doped mesoporous TiO2 retain with the anatase structure. SEM results showed that dopants controlled the particle size and density of powders. TEM results revealed that dopants change the morphology of powders. Zr-doped (0.065 mol %) mesoporous TiO2 exhibits a high specific surface area of 92.6 m2/g, pore volume 0.528 cm3/g and an average pore size of 202 Å.

摘要 I
Abstract II
謝 誌 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第 1 章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 孔洞材料 1
1-3 研究動機與目的 3
第 2 章 理論基礎 6
2-1 界面活性劑性質簡介 6
2-1-1 分子結構 6
2-1-2 界面活性劑的分類 9
2-2 介孔材料之合成與分析 11
2-2-1 介孔材料的合成 11
2-2-2 介孔材料之孔洞及比表面積分析 12
2-3 二氧化鈦的基本特性 17
2-4 二氧化鈦的改質 18
2-4-1添加金屬原子 18
2-5 介孔二氧化鈦製製備方法 23
2-5-1 溶膠-凝膠法 (sol-gel) 23
2-5-2 水解及聚縮合反應 24
第 3 章 實驗方法與步驟 27
3-1 化學藥品 27
3-2介孔二氧化鈦之合成步驟 27
3-3 合成介孔二氧化鈦之製程參數 27
3-4 材料分析 28
第 4 章 結果與討論 34
4-1 摻雜氧化鋅對介孔二氧化鈦之影響 34
4-1-1 X-ray繞射分析(XRD) 34
4-1-2掃描式電子顯微鏡(SEM) 35
4-1-3穿透式電子顯微鏡(TEM) 38
4-1-4 氮氣吸附/脫附曲線分析(BET) 42
4-1-5 傅立葉轉換紅外光線光譜分析(FTIR) 47
4-2 摻雜氧化錳對之介孔二氧化鈦之影響 49
4-2-1 X-ray繞射分析(XRD) 49
4-2-2掃描式電子顯微鏡(SEM) 51
4-2-3穿透式電子顯微鏡(TEM) 51
4-2-4 氮氣吸附/脫附曲線分析(BET) 58
4-2-5 傅立葉轉換紅外光線光譜分析(FTIR) 63
4-3 摻雜氧化鋯對介孔二氧化鈦之影響 65
4-3-1 X-ray繞射分析(XRD) 65
4-3-2掃描式電子顯微鏡(SEM) 67
4-3-3穿透式電子顯微鏡(TEM) 67
4-3-4 氮氣吸附/脫附曲線分析(BET) 74
4-3-5 傅立葉轉換紅外光線光譜分析(FTIR) 79
第 5 章 結論 81
參考文獻 82
作者簡介 86

1.M. Grätzel, 2001, Ultrafast Colour Displays, Nature, 409, 575-576.
2.H. Verweij, 1998, Nanocrystalline and Nanoporous Ceramics, Adv. Mater, 10, 1483-1486.
3.M. Itoh, H. Hattori and K. Tanabe, 1976, Catalytic Sites on SnO2 and TiO2-SnO2 for the Isomerzation of 1-Butene, J. Catal., 43, 192
4.A. Camanzi and G. Sberveglierri, 1993, U. S. patent 5, 130-185.
5.S. S. Park and J. D. Mackenzie, 1996, Thickness and Microstructure Effects on Alcohol Sensing of Tin Oxide Thin Films, Thin Solid Films, 274, 154-159.
6.K. Langer, E. Mutschler, G. Lambrecht, D. Mayer, G. Troschau, F. Stieneker and J. Kreuter, 1997, Methylmethacrylate Sulfopropylmethacrylate Copolymer Nanoparticles for Drug Delivery Part III: Evaluation as Drug Delivery System for Ophthalmic Application, Int. J. Pharmace, 158, 219-231.
7.IUPAC Manual of Symbols and Terminology, 1972, Appendix 2, Part I, Colloid and Surface Chemistry, Pure Appl. Chem., 31, 578.
8.C. G. Wu and T. Bein, 1994, Conducting Polyaniline Filaments in a Mesoporous Channel Host, Science, 17, 1757-1759
9.J. Y. Ying, C. P. Mehnert and M. S. Wong, 1999, Synthesis and Applications of Supramolecular-Templated Mesoporous Materials, Angew. Chem. Int. Ed., 38, 56-77.
10.D. Zhao, J. Feng, Q. Huo, N. Melosh, G.H. Fredrickson, B.F. Chmelka, G.D. Stucky, 1998, Triblock Copolymer Cyntheses of Mesoporous Silica with Periodic 50 to 300 Angstrom Pores, Science, 279,548-552.
11.林恆裕,2000,以水熱法合成氫氧基磷灰石粉體,大同大學材料工程研究所碩士論文,第5-6頁。
12.林品宏,1999,以水熱法在不鏽鋼基板上成長磷酸鈣陶瓷鍍層,大同大學材料工程研究所碩士論文,第9頁。
13.張淑真,1993,水熱法合成氫氧基磷灰石粉末之研究,中原大學化學學系碩士論文,第14頁。
14.王慶文,2007,磁性氫氧基磷灰石之製備分析及作為癌症熱療之研究,國立臺北科技大學材料科學與工程研究所碩士論文,第22頁。
15.L. M. Falter, D. A. Pane, T. A. Friedmann, W. H. Wright and D. M. Ginsberg, 1988, Reparation of Ceramic Superconductors by the Pechini Method, Bri. Ceram. Proc., 41, 261.
16.H. Salze, P. Odier and B. Cales, 1986, Laboration of Fine Micro Powders from Organometallic Plymers Precursors, J. Non-Cryst. Solids, 82, 314.
17.林泰宏,2008,建立金屬離子在水溶液中與礦物表面上化學反應性之線性自由能關係,中興大學土壤環境科學系所碩士論文,第49-54頁。
18.蔣孝澈,1993,矽沸石合成之研究,國立中央大學化學工程研究所碩士論文,第24-27頁。
19.陳鴻博,2007,以回應曲面法探討添加陽離子界面活性劑透過溶膠-凝膠法製備矽膠之影響,中原大學化學工程研究所碩士論文第4-5頁。
20.鄭人華,2006,溶膠凝膠法製備鈣矽磷/幾丁聚醣複合材之特性研究,中山醫學大學口腔材料科學研究所碩士論文,第17-19頁。
21.賈魯強、黎璧賢,2001,「漫談顆粒體物理」,物理雙月刊,第23期,第503-510頁。
22.B. Lindmanm and H. Wennerstrom, 1980, Micells: Amphiphile Aggregation in Aqueous Solution, Springer-Verlag, Heidelberg, p.6.
23.張正明,2002,酸性溶液下中孔徑分子篩的反應機構之探討,中原大學化學系碩士論文,第1-3頁。
24.Y. C. Lin and S. H. Chen, 1996, Ion Correlations and Counter-Ion Condensation in Ionic Micellar Solutions, Condens. Matter, 8, 12169.
25.鄭雅如,1997,中孔徑分子篩MCM41 的合成與形態學之研究,國立台灣大學化學研究所碩士論文,第12頁。
26.S. J. Gregg and K. S. W. Sing, 1982, Adsorption, Surface Area and Porosity, 2nd Ed., Academic Press, New York, chap. 1-2, 1-110.
27.S. A. David, S. L. Burkett, N. H. Mendelson, and S. Mann, 1997, Bacterial Templating of Ordered Macrostructures in Silica and Silica-Surfactant Mesophases, Nature, 385, 420-423.
28.S. Brunauer, L. S. Deming, W. S. Deming and E. T. Teller, 1940, On a Theory of the Van der Waals Adsorption of Gases, J. Am. Chem. Soc., 62, 1723.
29.G. J. D. Soler-Illia, C. Sanchez, B. Lebeau, and J. Patarin, 2002, Chemical Strategies to Design Textured Materials: From Microporous and Mesoporous Oxides to Nanonetworks and Hierarchical Structures, Chem. Rev, 102, 4093.
30.G. Ertl, H. Knozinger and J. Weitkamp, 1997, “Handbook of Heterogeneous Catalysis”, VCHD-69457, Deinheim, volume 3: 1508.
31.李玉寶,2006,奈米生醫材料,五南出版社,第18-19頁。
32.鄭智鴻,2006,量身訂做的二氧化鈦光觸媒之合成及應用,國立成功大學大學化學工程系碩士論文,第3-4, 10-16頁。
33.高濂,鄭珊,張青紅,2004,奈米光觸媒,第41頁。
34.H. Zhang and J. F. Banfield, 2000, Understanding Polymorphic Phase Transformation Behavior during Growth of Nanocrystalline Aggregates: Insights from TiO2, J. Phys. Chem. B, 104, 3481.
35.A. Fujishima, K. Hashimoto, T. Watanabe, 1999, TiO2 Photocatalysis Fundamentals and Application, BKC, Inc., 125 .
36.B. lian, Y. Zhong, 1975, Phase Diagrams for Ceramists Figure, The American Ceramic Society, Inc., 76, 4150-4999.
37.L. Cermenati, D. Dondi, M. Fagnoni, A. Albini, 2003, Titanium Dioxide Photocatalysis of Adamantine, Tetrahedron., 59, 6409-6414.
38.V. Keller, P. Bernhardt, and F. Garin, 2003, Photocatalytic Oxidation of Butyl Acetatein Vapor Phase on TiO2, Pt/TiO2 and WO3/TiO2 Catalysts, Journal of Catalysis., 215, 129-138.
39.C. Belver, M. J. Lopez, J. M. Coronado, J. Soria, 2003, Palladium Enhanced Resistance to Deactivation of Titanium Dioxide during the Photocatalytic Oxidation of Toluene Vapors, Applied Catalysis B: Environmental., 46, 497-509.
40.W. Choi, A. Termin, M.R. Hoffmann, 1994, The Role of Metal Ion Dopants in Quantum-Sized TiO2:Correlation between Photoreactivity and Charge Carrier Recombination Dynamics, Journal of Physical Chemistry., 98, 13669-13679.
41.Y. Bessekhouad, D. Robert., J.V. Weber, 2004, Bi2S3/TiO2 and CdS/TiO2 Heterojunctions as an Available Configuration for Photocatalytic Degradation of Organic Pollutant, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry., 163, 569-580.
42.M. Okada, Y. Yamada, P. Jin, M. Tazawa, K. Yoshimura, 2003, Fabrication of Multifunctional Coating which Combines Low-e Property and Visible-Light-Responsive Photocatalytic Activity, Thin Solid Films., 445, 217-221.
43.徐莉、劉琴、祁欣、周志萍,2002,溶膠-凝膠技術制備奈米材料的研究進展,南京林業大學學報,第26期,第81-84頁。
44.C. Sanchez and J. Livage, 1990, Sol-Gel Chemistry from Metal Alkoxide Precursors, New J. Chem., 14, 513-521.
45.王士瑋,2009,利用氮摻雜法製備二氧化鈦光觸媒及其特性分析,逢甲大學化學工程學系碩士論文,第50頁。
46.林明輝,2006,介孔二氧化鈦光觸媒之研發與改質,國立高雄應用科技大學化學工程與材料工程系碩士論文,第57, 70頁。
47.G. J. A. A. Soler-Illia, A. Louis, C. Sanchez, 2002, Synthesis and Characterization of Mesostructured Titania-Based Materials through EvaporationInduced Self-Assembly, Chem. Mater., 14, 750-759.
48.J.C. Yu, L.Z. Zhang, Z. Zheng, J.C. Zhao, 2003, Synthesis and Characterization of Phosphated Mesoporous Titanium Dioxide with High Photocatalytic Activity, Chem. Mater., 15, 2280-2288.
49.劉家維,2009,以溶膠-凝膠法製備奈米介孔氧化錳,國立屏東科技大學機械工程系碩士論文,第26頁。
50.陳琪婷,2003,以二氧化錳催化降解水中氨氮之研究,國立中山大學海洋環境及工程學系碩士論文,第25頁。
51.姜侑宗,2009,添加奈米氮化鈦粉末的釔安定氧化鋯微觀結構分析及應用,國立台北科技大學材料科學與工程研究所,第120頁。
52.王升平,2000,四氯化碳製作納米二氧化鈦透明結晶膜及其應用,國立中央大學化學工程研究所碩士論文,第37, 47頁。

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