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奈米光觸媒應用於空氣淨化設備之研發

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Academic year: 2021

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(1)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

奈米光觸媒應用於空氣淨化設備之研發 研究成果報告(精簡版)

計 畫 類 別 : 個別型

計 畫 編 號 : NSC 95-2221-E-011-133-

執 行 期 間 : 95 年 08 月 01 日至 96 年 07 月 31 日 執 行 單 位 : 國立臺灣科技大學營建工程系

計 畫 主 持 人 : 楊錦懷 共 同 主 持 人 : 曾昭衡

計畫參與人員: 碩士班研究生-兼任助理:陳狀琦、張力壬

處 理 方 式 : 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 96 年 12 月 19 日

(2)

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫

▓ 成 果 報 告

□期中進度報告

奈米光觸媒應用於空氣淨化設備之研發

計畫類別:▓個別型計畫 □ 整合型計畫 計畫編號:

NSC 95-2221-E-011-133

執行期間:

2006/08/01 ~ 2007/07/31

計畫主持人:楊錦懷 共同主持人:

計畫參與人員:

陳狀琦 張力壬

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交):▓精簡報告 □完整報告

處理方式:除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究 計畫、列管計畫及下列情形者外,得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權,□一年□二年後可公 開查詢

執行單位:國立台灣科技大學營建系

中 華 民 國 96 年 10 月 1 日

(3)

摘要

奈米光觸媒為知名之空氣淨化材料,本研究將光觸媒設計為空氣淨化模 型,考慮之試驗操作參數包括:甲醛初始濃度、紫外光強度與其照射方式、光觸 媒表面積、循環風速及光觸媒載體,以探討光催化降解甲醛之效能。

本研究之結果顯示:

1. 在充足紫外光源照射下,當光觸媒表面積愈大,光催化降解甲醛效能愈佳。

2. 當甲醛之初始濃度愈高,其易與光觸媒接觸分解,則光催化速率愈快。

3. 當紫外光強度愈高及照射於光觸媒載體面積愈大,則光催化效能愈顯著。

4. 當有機污染物與光觸媒接觸分解時間充足,則循環風速愈大,循環次數愈高,

光催化效能愈佳。

ABSTRACT

Key Word:Nano Photocatalyst , air purification , formaldehyde

Nano Photocatalyst is well known as an air purification material, such as formaldehyde and ammonia. A powerful device composed by nano photocatalyst is designed in the research to purify the air. A series of experimental parameters are set up to investigate the function of the device which included contact surface area of nano photocatalyst, concentration of formaldehyde, power of light source, speed of air and media of nano photocatalyst.

The followings are the short description of the result of this research:

1. The higher the contact area of the surface of nano photocatalyst the higher air purification;

2. The higher concentration of formaldehyde the higher air purification;

3. The higher the power of light the higher air purification.

(4)

一、 前言

由於國人生活型態改變,幾乎有九成時間於室內環境度過,室 內空氣品質之好壞與國人健康密不可分,因此,室內環境之空氣品 質儼然成為現今重要的課題之一。而現代建築為了保護人們免受外 界惡化的環境品質影響,加強了建築本身的密閉性,又因現代的建 築設計中需考慮能源之有效利用,故現今建築與外界之通風換氣是 非常少的。

隨著人們生活水準之提升,建築裝修度提高,裝修帶來污染為 室內空氣污染之主要來源。尤其以裝修業之工人為多,主要由於長 時間暴露於污染濃度較高之工作環境,中國大陸已有多起裝修工人 中毒事件之案例,因而引起中國大陸相關單位重視,故訂定室內空 氣品質限制標準,以解決室內裝修引發之中毒事件。

近年來,人們常使用光觸媒材料來改善室內空氣品質。光觸媒 技術係利用光催化反應來處理空氣污染方面之有害物質,如氨氣、

甲醛等污染物等。光催化是指:化學反應發生是源自於光照射在觸 媒上,使觸媒處於激發態,促使與觸媒接觸之化學分子(或物質)

產生變化的過程。因此在光催化的過程,光提供能量,並非是一個 觸媒;而為促使物質起反應,系統須要觸媒的存在【1】

觸媒為一種催化劑,能改變化學反應所需要之能量,可加速或

(5)

降低反應速率,但其本身卻不因化學反應而產生變化或破壞其本體 結構。物質欲產生反應,則須達到一定量之活化能,其藉由觸媒的 作用可降低所需之活化能而加快產生化學反應的時間,如圖 1 所示

【2】。

光觸媒(Photo catalysis) 是在光源照射下利用特定波長光源 的能量來產生催化的作用,使周圍之氧氣及水分子激發成極具活性 的 · OH- 及 · O2- 自由離子基,這些氧化力極強的自由基幾乎可分 解所有對人體或環境有害的有機物質及部分無機物質【3】。

依照國際化學會(IUPAC)對光觸媒的定義為「利用觸媒或基材,

且牽涉到光線吸收的催化反應」,因此,許多物質都是光觸媒,如 TiO2、ZnO、Nb2O5、WO3、SnO2、ZrO2、SrTiO3、KTaO3、Ni-K4Nb6O17、CdS、

ZnS、CdSe、GaP、CdTe、MoSe2、WSe2等半導體材料,而其中二氧化 鈦成為光觸媒材料實用化商品主流的主要原因:(1)價格;(2)毒性;

(3)穩定性,而鈦為地球中含量第四多的元素,故其價格比其他金屬 氧化物便宜,二氧化鈦本身的毒性極低(LD50(半數致死量)為 12000 mg/kg 以上) ,除了要避免奈米粉塵的逸散吸入之外,使用上較無 人體安全的顧慮,此外,二氧化鈦本身化學性質穩定,並不容易受 到一般環境作用而變質。所以奈米二氧化鈦才會成為光觸媒中最具 代表性與實用性的物質【4】

(6)

圖 1 觸媒與活化能△Ε 示意圖【2】

二、 試驗材料與參數

本研究之試驗儀器可分為三部分,第一部分為甲醛氣體產生系 統,第二部分為光催化反應系統,最後一部分為甲醛氣體分析系統。

甲醛氣體產生系統之主要儀器包括:將甲醛顆粒溶解之磁石攪 拌機及將甲醛氣體由甲醛溶液中帶出之抽氣機;光催化反應系統主 要儀器包括:光催化反應模型、不繡鋼測試箱;甲醛氣體分析系統 主要儀器為:甲醛氣體偵測儀。

本研究操作參數之擬定係依據光催化反應影響因子,主要包括:

甲醛初始濃度、紫外光強度、光觸媒表面積、光觸媒載體型式、循 環風速及紫外光照射方式等,各參數設定如表 1 所示。

濃度(ppm) 表面積(cm2) UV 強度(μW/cm2) 風速(m/s) 照射方式 1

2 4

3000 5300 7700

2090 3610 5050

0.3 2.3 6.2

垂直 平行

表 1 試驗參數

△Ε大

△Ε小

(7)

三、 試驗方法

本研究於 70cm3之不繡鋼測試箱進行試驗,試驗開始前必須對測 試箱進行測漏試驗,確定測試箱無漏氣現象,將光催化反應模型置 入測試箱內,於進氣閥處將甲醛氣體以曝氣法灌入測試箱內,並開 啟擾動風扇,使箱內氣體均勻擴散,待氣體穩定後,利用甲醛偵測 儀於出氣閥每兩小時採樣分析殘留氣體濃度歷時八小時。

本試驗主要分為兩部分,第一部分為甲醛總衰退效應之試驗 組;第二部分為紫外光分解與吸附造成甲醛衰退效應之對照組,將 試驗組扣除對照組效應,則可得知實際光觸媒催化降解甲醛之效能。

四、 試驗結果分析與討論

(一) 初始濃度對光催化效能之試驗結果分析

由圖 4、圖 6 得知甲醛濃度在 1ppm、2ppm 和 4ppm 下,甲醛總 消退率為 43.96~69.09%,其中紫外光與吸附造成之消退率

9.48~22.92%,實際光催化分解甲醛效能分別為 34.48%、36.81%及 46.17%,發現當初始濃度從 1ppm 變化至 2ppm 時之甲醛衰退率差異 僅約 2%,雖有影響但並不顯著,將初始濃度倍數提高至 4ppm 時,

可明顯發現高初始濃度之甲醛衰退效能也大幅提升。由圖 5 之趨勢 及圖 7 中比較可瞭解,初始濃度於 1ppm~4ppm 間之實際光催化消退 率為 34~46%,且甲醛濃度愈大之衰退率愈明顯。

(8)

由圖 1 顯示,甲醛濃度與反應時間呈二次曲線關係。假設光催 化反應為零級反應(即光催化反應與反應初始濃度 C0無關),其動力 學方程為式(4-1):

robs=Kt ··· 式(4-1) 式中:

robs:表現反應速率常數 K:反應動力學常數

t(hrs):反應時間(小時)

當光催化反應與反應初始濃度 C0無關時,光催化反應之速率主 要由光照時間、UV 強度以及光利用率等因素控制。通過對圖中 C-t 關係曲線進行擬合,得到不同初始反應濃度條件下甲醛濃度與反應 時間關係的擬合方程式,如式(4-2)所示,對不同甲醛初始濃度 C0 下,反應物濃度與反應時間關係按式(4-2)進行擬合,結果如表 2 所 示,其中 R2為相關係數。:

C=At2+Bt+E ··· 式(4-2) 式中:

C(ppm):甲醛濃度 A、B、E:常數

若甲醛光催化降解反應符合一級動力學模型,則其動力學方程

(9)

式如式(4-3)所示:

ln(C0-C)=kobst+D··· 式(4-3) 式中:

C0-C(ppm):甲醛降解濃度 kobs(min-1):表現速率常數 t(hrs):反應時間(小時) D:常數

利用圖 2 之試驗數據,對(lnC0-Ci)- t 關係進行擬合,結果 如圖 3 所示,同時得到光催化反應表示動力學方程為:

r=kobsC ··· 式(4-4) 對不同甲醛初始濃度 C0下,甲醛光催化降解試驗結果按方程式 (4-4)進行一級反應動力學擬合,結果如表 3 所示。

將甲醛的光催化降解反應分別進行了零階及一階反應動力學擬 合,比較表 2 與表 3 中之相關係數 R2得知,其 R2值分別在 0.97~0.98 和 0.994~0.998 之間。顯示採用一階反應動力學方程模擬計算出的 甲醛光催化降解結果與試驗數據吻合較好,説明甲醛光催化降解反 應遵循一階反應動力學規律,意指反應濃度為光催化反應速率影響 因素之一,光催化反應由表面化學反應控制。

試驗結果經動力學方程應證及實驗數據之顯示,說明初始濃度

(10)

會對光催化降解有機污染物造成影響且濃度較高之光催化效能較明 顯,從光催化反應機理推測其主因為在單位空間內光觸媒與甲醛氣 體反應,較高濃度之氣體分子易與光觸媒表面接觸,進而加快氫氧 自由基氧化甲醛之速度,故氣體初始濃度越高,其光催化效能越顯 著。

表 2 零階反應動力學擬合結果

C0(ppm) 4.95 2.21 0.91

R2 0.9825 0.9774 0.977

表 3 ㄧ階反應動力學擬合結果

C0(ppm) 4.95 2.21 0.91

R2 0.9971 0.9987 0.9943

圖 2 初始濃度對光催化之影響(零級反應動力學模擬結果)

0 1 2 3 4 5 6

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr)

(ppm)

4ppm 2ppm 1ppm

多項式 (4ppm) 多項式 (2ppm) 多項式 (1ppm)

(11)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr) ln(C0/Ci)

4ppm 2ppm 1ppm

多項式 (4ppm) 多項式 (2ppm) 多項式 (1ppm)

圖 3 初始濃度對光催化之影響(一級反應動力學模擬結果)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

4 2 1

濃度(PPM)

退(%)

A

圖 4 不同甲醛濃度之總消退率

**A- 總分解

(12)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr)

退(%)

4ppm 2ppm 1ppm

圖 5 不同甲醛濃度之總分解趨勢

0 10 20 30 40 50 60 70 80

1 2 3

濃度(PPM)

退(%)

T

C

圖 6 不同甲醛濃度之各別分解效能

**T-光觸媒分解 ; C-紫外光與吸附效應

(13)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

4 2 1

濃度(ppm)

退(%)

T

圖 7 不同光觸媒表面積之實際光催化效能

**T-光觸媒分解

(二)光觸媒表面積對光催化效能之試驗結果分析

光觸媒表面積係以改變光催化反應模型尺寸來變化,當光觸媒 表面積為 3000cm2,5300 cm2,7700 cm2時,試驗結果如圖 8、圖 10、

圖 11 所示,其總分解效能約 23.77%~43.96%,紫外光與吸附造成消 退率為 9.48%,其中光催化分解效能分別為 15.29%、34.47%及 29.29%,由圖 9 光催化分解甲醛趨勢圖中發現,光觸媒表面積為 5300 及 7700cm2之光催化效能皆明顯優於 3000 cm2表面積,整體而言,

光觸媒表面積越大,其分解甲醛之效能越好,這係由於光觸媒在充 分紫外光照射下,當光觸媒面積愈大則有較多電子受到激發,產生 大量的電子電洞對,所以氫氧自由基愈多,其分解有機物之效能愈

(14)

好。

而其中 5300 cm2表面積之光催化分解率較 7700 cm2表面積高,

推測其可能主因係由於增加光觸媒表面積,但紫外光強度條件仍固 定下,其單位載體之照射強度及面積相對減小,無法激發出大量之 電子電洞對,其產生之氫氧自由基較少,故分解有機污染物之效能 低。

綜合上述分析瞭解,當光催化劑表面於足夠紫外光照射下,即 光觸媒表面之電子充分被激發,則光催化降解有機污染物之效能隨 光觸媒表面積增加而提升。

(15)

0 10 20 30 40 50

7700 5300 3000

光觸媒表面積(cm2)

退(%)

A

圖 8 不同光觸媒表面積之總消退率

** A-總衰退率

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr)

退(%)

7700 5300 3000

圖 9 不同光觸媒表面積之總分解趨勢

(16)

0 10 20 30 40 50 60

7700 5300 3000

光觸媒表面積(cm2)

退(%)

T C

圖 10 不同光觸媒表面積之各別分解效能

**T-光觸媒分解 ; C-紫外光與吸附效應

0 5 10 15 20 25 30 35 40

7700 5300 3000

光觸媒表面積

退(%)

C

圖 11 不同光觸媒表面積之實際光催化效能

(17)

(三)紫外光強度對光催化效能之影響

由圖 12、圖 14 中得知,當紫外光強度設定為 2090μW/cm2、3610 μW/cm2及 5050μW/cm2時,甲醛總衰退率為 29.93~43.96%,紫外光 與吸附分解佔 3.88~9.48%,實際光催化消退率分別為 34.47%、29.13 及 26.05,發現光催化消退率隨紫外光強度提高而增大。圖 13 之趨 勢及圖 15 顯示,實際光催化降解甲醛之效能約 26.05%~34.47%,且 紫外光強度愈高,光催化反應速率快,最高強度與最低強度之光催化 效能差異為 8.42%。實驗結果顯示紫外光強度亦為光催化反應影響因 素之一,且為正向關係,這係因光強度增強意味著單位時間內可利用 光子數目的增多,因而·OH 自由基的濃度增加,其可分解較多的有機 污染物。但光強增加導致耗電量增加,經濟上不一定合理。

(18)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

5050 3610 2090

紫外光強度(μW/cm2)

退(%)

A

圖 12 不同紫外光強度之總消退率

**A-總分解

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr)

退(%)

5050 3610 2090

圖 13 光觸媒在不同表面積下之總分解趨勢

(19)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

5050 3610 2090

紫外光強度(μW/cm2)

退(%)

T C

圖 14 不同光觸媒表面積之各別分解效能

**T-光觸媒分解 ; C-紫外光與吸附效應

0 5 10 15 20 25 30 35 40

5050 3610 2090

紫外光強度(μW/cm2)

退(%)

T

圖 15 不同光觸媒表面積之實際光催化效能

**T-光觸媒分解

(20)

(四)循環風速對光催化效能之影響

由圖 16、圖 18 得知,當迎面風速為 0.3m/s、2.3m/s 及 6.2m/s 時,甲醛濃之總分解率為 22.50~37.78%,紫外光及吸附分解約

3.88%,實際甲醛去除率則分別為 28.03%、33.90%及 18.62%,發現試 驗結果係以 2.3m/s 迎面風速之實際光催化分解率最高。圖 17 之趨勢 及圖 19 亦發現當循環風速為 2.3m/s 時,其光催化降解甲醛之效能最 佳。

此試驗結果說明甲醛之光催化分解率隨著風速之增大而提高,當 風速過大,超過污染物與光觸媒接觸分解時間,則光催化降解有機污 染物之效能將減低。由於甲醛之分解主要係依賴於奈米光催化劑薄膜 表面與甲醛之接觸分解,當甲醛污染物與光催化劑薄膜表面之接觸分 解時間足夠時,則循環風速愈大,於固定反應時間內之循環次數增 加,即甲醛污染物與光觸媒分解反應次數愈多,故其光催化分解效能 愈佳。當風速繼續增大,超過污染物與光觸媒接觸分解時間,則甲醛 未能充分被分解,光催化效率將逐漸降低。本研究為連續光催化反應 降解甲醛試驗,當循環風速為 2.3m/s 時,其甲醛與光催化劑表面接 觸反應時間足夠,甲醛能充分被光觸媒分解,且於一定時間內之循環 次數較 0.3m/s 之循環風速高,故對有機污染物之光催化降解速率最 快。

(21)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0.3 2.3 6.2

迎面風速(m/s)

退(%)

A

圖 16 不同循環風速之總分解效能趨勢

**A-總分解

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr)

退(%)

0.3 2.3 6.2

圖 17 不同循環風速之總分解趨勢

(22)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0.3 2.3 6.2

迎面風速(m/s)

退(%)

T C

圖 18 不同循環風速之各別分解效能

** T-光觸媒分解 ; C-紫外光與吸附效應

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0.3 2.3 6.2

迎面風速(m/s)

退(%)

T

圖 19 不同循環風速之實際光催化效能

**T-光觸媒分解

(23)

(五)光觸媒載體對光催化效能之影響

結果圖 20 與圖 22 所示,當光觸媒載體為燒結光觸媒玻璃珠、浸 泡光觸媒玻璃珠及光觸媒金屬鎳網時,甲醛之總去除率

43.96%~51.83%,其中紫外光與吸附分解為 9.48%,實際光觸媒對甲 醛之實際去除率分別為 34.48%、32.66%及 42.35%,由圖 21 之趨勢及 圖 23 中發現,光觸媒金屬鎳網載體之光催化效能最佳,金屬鎳網載 體之實際光催化去除率較透明玻璃珠載體高約 10%。這係由於光觸媒 附著於不同載體上,可利用其之表面積與透光性質差異來達到不同之 光催化效果。從載體材料性質來探討,在光觸媒載體有充足紫外光線 照射下,當載體表面積愈大,其相對可披覆之光催化劑量也增加,然 光觸媒表面積愈大,則較多電子受激發而產生大量之電子電洞對,氫 氧自由基亦相對增加,故單位時間內分解有機污染物之速率也愈快,

金屬鎳網裝載之光觸媒劑比表面積約為 55555mm2/g,而玻璃珠載體裝 載之光觸媒比表面積約為 502 mm2/g,如此可瞭解金屬鎳網載體裝載 之光觸媒劑量遠大於透明玻璃珠載體之裝載量,故其光催化降解甲醛 之效能也最好;從載體空隙率之角度來探討,金屬鎳網之結構呈三維 網狀,其空隙率大於 96%,通透性好,流體通過阻力小,而透明玻璃 球載體以完全填充於反應管體內,通透性較差,流體通過阻力也要 高,然光催化效能與有機污染物與光觸媒載體接觸時間有很大影響,

當通透性佳,流體阻力小,則單位時間內有較多之機污染物與光觸媒 載體表面接觸,因此金屬鎳網之光催化性能較透明玻璃珠好。

由表 4-9 及圖 4-26 比較燒結光觸媒玻璃珠與浸泡光觸媒玻璃珠 兩載體,實際光催化分解率分別為 34.48%與 32.66,其僅有約 2%之 差異,圖 4-24 趨勢圖中亦顯示,此兩種不同披覆方式之載體對光催

(24)

化降解甲醛效能相當接近,此結果說明光觸媒利用不同方式披覆於載 體上,對光催化降解有機污染物無顯著影響,推測其原因為本試驗所 測試之污染物為氣相,對載體表面之光觸媒並不會造成刮損,當載體 表面之光觸媒無剝落現象,對光催化分解有機污染物之效能亦不會產 生影響,故於載體之基本性質相同下,改變光觸媒附著型式,其對光 催化反應並不會造成影響。

0 10 20 30 40 50 60

A B C

光觸媒載體

退(%)

A

圖 20 不同光觸媒載體之總消退率

**A-總分解

(25)

0 10 20 30 40 50 60

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr)

退(%)

A B C

圖 21 不同光觸媒載體之分解趨勢 A-浸泡玻璃珠 ; B-燒結玻璃珠 ; C-金屬鎳網

0 10 20 30 40 50 60

A B C

光觸媒載體

退(%0

T C

圖 22 不同光觸媒表面積之各別分解效能

**T-光觸媒分解 ; C-紫外光與吸附效應

(26)

0 10 20 30 40 50

A B C

光觸媒載體

退(%)

T

圖 23 不同光觸媒表面積之光催化效能

**A-浸泡玻璃珠 ; B-燒結玻璃珠 ; C-金屬鎳網

(六)紫外光照射方式對光催化效能之影響

試驗結果如圖 24、圖 26 所示,當紫外燈照射方向平行於金屬鎳 網表面時之甲醛總分解效能為 51.83%,而紫外燈照射方向垂直於金 屬鎳網表面時之甲醛總分解效能為 16.34%,若考慮紫外光與吸附分 解,則金屬鎳網表面垂直於紫外燈源之排列形式,其實際光催化效能 僅存 6.86%,對甲醛分解效能較紫外光與吸附效應之影響小,幾乎可 忽略。由圖 25 之趨勢及圖 27 之比較,發現紫外燈照射於金屬鎳網面 之方式不同對光催化效能影響相當顯著,實際光催化降解甲醛效能之 差異達 40%。光觸媒表面積與紫外光照射皆為光催化速率控制之因 素,然即便有足夠之紫外光強度,但紫外光若無法照射到光觸媒表面 或照射面積小,則光觸媒所激發出之電子電洞對極少量,分解有機污 染物之氫氧自由基幾乎為零,因此光催化反應無法順利進行,光催化

(27)

降解有機污染物效能有限。

0 10 20 30 40 50 60

P V

金屬鎳網排列形式

退(%)

A

圖 24 不同光觸媒表面積之總消退率

**A-總分解

0 10 20 30 40 50 60

0 2 4 6 8 10

反應時間(hr)

退(%)

P V

圖 25 光觸媒在不同表面積下之分解趨勢

(28)

**P-紫外燈源與光觸媒鎳網面平行;V-紫外燈源與光觸媒鎳網面垂直

0 10 20 30 40 50 60

P V

金屬鎳網排列形式

退(%)

T C

圖 26 不同光觸媒表面積之各別分解效能

**T-光觸媒分解;C-紫外光與吸附效應

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

P V

金屬鎳網排列形式

退(%)

T

圖 27 不同光觸媒表面積之光催化效能

**T-光觸媒分解

(29)

五、 結論

1.光催化反應效能隨著有機污染物之初始濃度、光觸媒表面積與紫外 光強度之增加而提高,為正向關係,其中初始濃度變數以動力學擬合 結果表明,一級反應動力學模型與試驗數據擬合較好,相關係數於 0.99 以上,說明初始濃度為光催化反應速率之控制因素。

2.當污染物與光觸媒接觸分解之時間足夠下,風速愈大則光催化效能 愈佳。當風速過大,超過污染物與光觸媒接觸分解時間,則光催化降 解效能反而降低。

3.光觸媒之表面積及受其光度等與光觸媒載體型式息息相關,本研究 結果為金屬鎳網之光催化效能較為顯著。

4.光觸媒附著於載體之方式不同並不會對光催化效能造成影響。

5.紫外光照射於光觸金屬鎳網之面積愈大,則光催化效能愈佳。

參考文獻

1.中技社,21 世紀的綠色技術 - 光催化應用,

http://www.ctci.org.tw/public/Attachment/562714282071.doc

2.李定粵,「觸媒的原理與應用」,正中,十月(1999) 3. 大同冷氣,冷氣小百科 - 什麼是光觸媒

4. 曾堯宣,奈米光觸媒作用原理與其應用範圍,工研院環安中心

數據

圖 1 觸媒與活化能△Ε 示意圖【2】 二、 試驗材料與參數 本研究之試驗儀器可分為三部分,第一部分為甲醛氣體產生系 統,第二部分為光催化反應系統,最後一部分為甲醛氣體分析系統。 甲醛氣體產生系統之主要儀器包括:將甲醛顆粒溶解之磁石攪 拌機及將甲醛氣體由甲醛溶液中帶出之抽氣機;光催化反應系統主 要儀器包括:光催化反應模型、不繡鋼測試箱;甲醛氣體分析系統 主要儀器為:甲醛氣體偵測儀。 本研究操作參數之擬定係依據光催化反應影響因子,主要包括: 甲醛初始濃度、紫外光強度、光觸媒表面積、光觸媒載體型式、循 環風速及

參考文獻

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