第一章 前言
1.1 研究背景
氮氧化物(NOX)與揮發性有機化合物(VOCS)的產生，與人類活動 有著密不可分的關係。NOX指的是 NO＋NO2；而揮發性有機化合物 (VOCS)則多為石化產物的燃燒與逸散產生，此兩者的排放，在大氣中 常伴隨著光化學反應產生臭氧(O3)，這是呼吸器官強烈刺激物，因此 為現今各地區空氣品質惡化的原因之一。
目前文獻中針對室內空氣品質處理大多以光觸媒 TiO2 進行除 污；其優點是具有便宜且環境友善性等性質，但其缺點便是要達到有 效除污效能常需要較長的停留時間。另一方面，使用吸附劑進行除污 為常見的方式之ㄧ，吸附劑除污效能高，且在較短停留時間下仍可以 有效的減少污染物之濃度，惟一旦吸附劑達到飽和，就無法再達到原 有之除污效果，必須更換新吸附劑或是進行高溫脫附再生，使用上因 此受到限制。尤其應用於室內空氣清淨機中，會因為吸附飽和而失去 除污功效，因此增加吸附劑之更換頻率。
由於受限於光觸媒與吸附劑的各自優缺點，利用各種製備方式將 光觸媒與吸附劑結合即受到廣泛研究；此複合材料其不但擁有吸附劑 能快速吸附的能力，且其光觸媒催化能力在較短停留時間下亦能展現 出高效能。詹彥輝 (2007)即利用物理機械混合方式將 ST01 與 ZSM-5 進行複合並在同時處理 NOx 與 VOCs 上展現高效能；然而此種複合 材料卻具有較易脫落的缺點，因此在實際應用上常會發生材料間剝落 現象發生。
另一方面，自從1992 年 M41S 問世後，由於其特殊的孔洞結構與 大比表面積等性質，使其不論在吸附、催化甚至是生醫與光電方面皆 有廣泛的應用(Zhao et al. 1996)。此外利用化學修飾法前處理過後
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之 M41S，物化特性受到改變進而使其吸附、催化等能力上獲得顯著 提升而能有更廣泛之應用。透過具大比表面積之MCM-41 做為擔體，
使金屬離子與金屬氧化物得到良好的分散性，進而提升其吸附與催化 能力；Chen and Lin (2002)即指出經過金屬鈦離子化學修飾過後的 Ti-MCM-41 在催化甲苯之測試中比純 Si-MCM-41 有更佳之催化能力。
由於此種材料屬於單一材料，而非兩種單一材料複合而成，因此較無 材料間脫落的問題發生。
1.2 研究目的
因此若能利用中孔洞材MCM-41再經過適當的化學修飾方法，使其 兼具吸附劑與光觸媒兩者優點，不僅具有吸附劑之吸附特性，亦具有 光催化能力，可達到快速除污功效，並且兼具長效處理之功能，延長 傳統吸附劑使用壽命，同時提升光觸媒除污效能。
而現今文獻中針對 NOx 與 VOCs 處理多半為利用光觸媒/活性 碳、光觸媒/微孔洞分子篩 等複合材料進行處理，截至目前為止尚未 見同時具有光觸媒與吸附劑雙功能之單一材料應用於同時處理NOx 與 VOCs。
因此本研究期望利用經過適當化學修飾MCM-41材料，藉以處理 氣狀污染物質，達到先行吸附污染物、再以光催化分解之效果，以提 升單獨吸附劑之處理效能。此外藉由同時處理 NOx 與 VOCs 效能 變化以探討材料之最佳合成比例，並在 NOx / VOCS 單獨或同時存在 時效能變化以探討污染物的相互關係。
本研究之目的如下：
1. 利用部分骨架替代(substitution)之化學修飾方法，製備出不同合成
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比例之材料，探討其同時處理 NOx 與 VOCs 之效能變化，並且比 較找出最佳合成比例。
2. 針對單獨或同時存在 NO/VOCS對複合材料去除效能之影響，探討 同時處理之反應機制，是屬於協同去除或競爭去除兩種污染物質。
3. 在不同之含氧量以及相對濕度下，初步探討NO 之處理為還原或 氧化反應。
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