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研究生:廖偉傑
研究生(外文):LIAO, WEI-CHIEH
論文名稱:利用超音波霧化熱解法製備鎳摻雜二氧化鈦薄膜及其光觸媒特性之研究
論文名稱(外文):Study on the photocatalytic property of nickel-doped titanium dioxide thin films prepared by ultrasonic spray pyrolysis method
指導教授:王耀德王耀德引用關係
指導教授(外文):WANG, YAO-TE
口試委員:王耀德洪魏寬呂輝宗
口試委員(外文):WANG, YAO-TEHUNG, WEI-KUANLU, HUI-TSUNG
口試日期:2024-01-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:光電工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2024
畢業學年度:112
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:二氧化鈦光觸媒超音波霧化熱解法鎳摻雜亞甲基藍降解
外文關鍵詞:Titanium dioxidePhotocatalystUltrasonic Spray PyrolysisNi-dopedMethylene blue degradation
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本論文使用超音波霧化熱解法(Ultrasonic Spray Pyrolysis),以0.2M之異丙醇鈦(C12H28O4Ti)、乙醯丙酮(C5H8O2)、六水硝酸鎳(Ni(NO3)2.6H2O) 作為前驅物,溶解在乙醇中以調製摻鎳二氧化鈦之溶液,在矽基板上以溫度450℃、4分鐘成長摻鎳二氧化鈦薄膜。之後將鍍製完成之樣品放入亞甲基藍溶液中使用紫光燈照射進行8小時降解實驗,並以光譜儀量測以及分析計算光觸媒降解效率。
我們量測未摻雜二氧化鈦薄膜,經過8小時降解後算出降解率約為71%,經鎳摻雜後,發現摻雜0.8at.%時,其降解率提升到約92%。之後再使用高溫爐通入氨氣進行退火用以探討時間、溫度以及壓力對於摻鎳二氧化鈦薄膜之光催化影響。結果發現於500torr壓力下,以450℃退火45分鐘,其降解率提升至約99%。
由此可見本實驗鎳摻雜二氧化鈦薄膜要比未摻雜二氧化鈦薄膜來的更佳,提高了光催化的活性,降解率從原本71%提升至92%,將鎳摻雜二氧化鈦薄膜進行退火之後更提升至99%。
This paper outlines a study that employed the Ultrasonic Spray Pyrolysis method to fabricate nickel-doped titanium dioxide (Ni-TiO2) thin films. The synthesis involved using 0.2M isopropyl alcohol titanium (C12H28O4Ti), acetone (C5H8O2), and nickel nitrate hexahydrate (Ni(NO3)2·6H2O) as precursors. These precursors were dissolved in ethanol to create a solution for the deposition of nickel-doped titanium dioxide onto a silicon substrate. The growth process occurred at a temperature of 450℃ for a duration of 4 minutes.
Following the fabrication, the samples underwent an 8-hour degradation experiment in a methylene blue solution under ultraviolet light. The degradation efficiency was then quantified and analyzed using a spectrometer.
The findings revealed that the undoped titanium dioxide film exhibited a degradation rate of approximately 71% after the 8-hour degradation period. Upon nickel doping, specifically at a concentration of 0.8 at.%, the degradation rate significantly increased to around 92%. Subsequently, the samples underwent annealing in ammonia gas to explore the impact of time, temperature, and pressure on the photocatalytic properties of the nickel-doped titanium dioxide films.
The results demonstrated that under 500 torr pressure, annealing at 450℃ for 45 minutes resulted in a substantial enhancement of the degradation rate, reaching approximately 99%.
In summary, the experimentation showcased that nickel doping significantly improved the photocatalytic activity of the titanium dioxide film. The degradation rate increased from the baseline of 71% for the undoped film to 92% with nickel doping, and further optimization through annealing raised it to an impressive 99%. These outcomes suggest promising applications for nickel-doped titanium dioxide films in the realm of photocatalytic degradation of organic pollutants.
摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
第二章 理論基礎 3
2.1 二氧化鈦特性與晶格結構 3
2.2 薄膜介紹 5
2.2.1 何謂薄膜 5
2.2.2 薄膜沉積原理 5
2.2.3 薄膜結構成長模式 7
2.3 光觸媒的反應原理 9
2.4 二氧化鈦薄膜相關文獻回顧 11
第三章 實驗流程以及架構 15
3.1 實驗步驟 15
3.1.1 實驗材料 16
3.1.2 溶液調製 17
3.1.3 基板裁切與清洗 17
3.2 超音波霧化熱解系統 18
3.2.1 霧化熱解法之原理 22
3.3 高溫爐退火製程 23
3.4 量測儀器 24
3.4.1 紫外光∕可見分光光譜儀 25
3.5 亞甲基藍降解實驗 27
第四章 結果與討論 30
4.1 未摻雜與鎳摻雜二氧化鈦薄膜降解效果比較 30
4.1.1 光觸媒特性分析 34
4.2 時間變化對氨氣退火之鎳摻雜二氧化鈦薄膜的影響 35
4.2.1 光觸媒特性分析 38
4.3 溫度變化對氨氣退火之鎳摻雜二氧化鈦薄膜的影響 39
4.3.1 光觸媒特性分析 42
4.4 壓力變化對氨氣退火之鎳摻雜二氧化鈦薄膜的影響 43
4.4.1 光觸媒特性分析 46
4.5 真空及不同氣體退火對鎳摻雜二氧化鈦薄膜的影響 47
4.5.1 光觸媒特性分析 50
4.6 本實驗與相關文獻比較 51
第五章 結論 52
參考文獻 53

[1] K. Honda, A. Fujishima, Nature, 1972, 238, 37.
[2] A. Sclafani and J. M. Herrmann, The Journal of Physical Chemistry, 1996, 100, 13655.
[3] H. Yu, X.J. Li, S.J. Zheng, W. Xu, Materials Chemistry and Physics, 2006, 97, 59.
[4] Z. Chen, I. Dundar, I. Oja Acik , A. Mere, 2019 IOP Conf. Ser. Materials Science and Engineering, 503 012006.
[5] S. Hu, F. Li, Z. Fan, Journal of Hazardous Materials, 2011, 196, 248.
[6] Amy Linsebigler, Guangquan Lu, John T. Yates ,Jr., Chemical Reviews, 1995, 95, 735.
[7] P. P. Ahonen, A. Moisala, U. Tapper, D. P. Brown, JK. Jokiniemi, E. I. Kauppinen, Journal of Nanoparticle Research, 2002, 4, 43.
[8] Guangquan Lu, Amy Linsebigler, John T. Yates ,Jr., The Journal of Physical Chemistry, 1994, 98, 11733.
[9]羅吉宗,薄膜科技與應用,全華圖書,2013,143。
[10] M. Ohring, The Materials Science of Thin Film, Academic Press, London, 1992, 79.
[11] J. A. Venables, G. D. T. Spiller, M. Hanbucken, Reports on Progress in Physics, 1984, 47, 399.
[12] F. C. Matacotta, G. Ottaviani, Science and Technology of Thin Films, 1995, 4.
[13] F.C.M. van de Pol, F.R. Blom, Th. J.A. Popma, Thin Solid Films, 1991, 204, 349.
[14] K. S. Harsha, Principles of Vapor Deposition of Thin Films, 2005, 723.
[15]雷敏宏,吳紀聖,觸媒化學概論與應用,五南出版,2014,243。
[16] Alex Omo Ibhadon, Paul Fitzpatrick, Heterogeneous Photocatalysis: Recent Advances and Applications, 2013, 3, 189.
[17]林錕松,表面改質二氧化鈦奈米管應用於環境中有機及硝酸鹽污染物去除技術之開發,期末報告(定稿本),行政院環境保護署,臺北市,2009。
[18] X.F. Chen, X.C. Wang, Y.D. Hou, J.H. Huang, L. Wu, X.Z. Fu, Journal of Catalysis, 2008, 255, 59.
[19] 陳熹棣,高週波基礎理論與應用,全華科技圖書公司,3。
[20] M. Jergel, Superconductor Science and Technology, 1995, 8, 67.
[21] L. Filipovic, S. Selberherr, G. C. Mutinati, E. Brunet, S. Steinhauer, A. Kock, J. Teva, J. Kraft, J. Siegert, F. Schrank, Microelectronic Engineering, 2014, 117, 57.
[22] Gerard Blandent, Michel Court, Yves Lagarde, Thin Solid Film, 1981, 77, 81.
[23]曾元兒,張凌,儀器分析,科學出版社,63。
[24] Ammar Houas, Hinda Lachheb, Mohamed Ksibi, Elimame Elaloui, Chantal Guillard, Jean-Marie Herrmann, Applied Catalysis B: Environmental, 2001, 31, 145.
[25] Yu Chang-lin, Cao Fang-fang, Li Xin, Yang Kai, Nonferrous Metals Science and Engineering, 2011, 2, 86.
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