標題: 可見光敏感TiO2超薄光觸媒薄膜於多孔基材表面製備與光催化特性探討
Coating and Photoactivies of Visible-Light-Driven TiO/sub 2/ Ultrathin Films on the Surface of Porous Supports
作者: 張淑閔
Sue-min Chang
國立交通大學環境工程研究所
關鍵字: 模板溶膠-凝膠法;表面溶膠-凝膠法;複合光觸媒;骨-膚多孔結構;可見光敏感;環境荷爾蒙
公開日期: 2007
摘要: 光觸媒由於具有利用自然光源處理污染物的能力,因此在綠色化學中扮演重要角
色,目前對於高活性光觸媒的研發重點有二,一為提升光催化的反應速率,二為降低光
觸媒能隙以提高可見光激發下觸媒的催化活性。許多研究已致力利用奈米技術將觸媒微
小化或製備多孔性結構來提高反應比表面積,為避免應用上回收不易的困擾,也已提出
將奈米粉體分散於多孔基材中,另外,於結構中導入不純物產生缺陷已證實能降低電子
-電洞再結合速率,提高光催化活性,並延伸激發光於可見光範圍,然而,這些方式往
往有觸媒附著量的限制及不易控制觸媒微結構如結晶特性、多孔壁厚及缺陷位置的缺
點,因此,本研究將提出新的結合模版溶膠-凝膠法及表面溶膠-凝膠法製備可見光敏感
骨-膚多孔光觸媒的技術,以同時達到提升光觸媒比表面積、增加有效電荷利用率、降
低能隙並穩固光觸媒於基材的附著性的多重目的。此法是先利用模板溶膠-凝膠法製備
多孔材料為骨架,再以表面溶膠-凝膠法在骨架表面鍍上超薄光觸媒薄膜形成大比表面
積的骨-膚結構的光觸媒材料,由於表面溶膠-凝膠法能於精準地調控超薄光觸媒的厚
度,並能製備固態溶液,因此本研究能於量子尺度下調控光觸媒鍍膜的厚度、材料組成
與缺陷位置來改變光觸媒的物化特性以達最大光催化活性。本研究以光透性強的SiO2
為骨架,TiO2 為光觸媒及過渡金屬離子(V5+、W6+或Fe3+)為不純物進行骨-膚多孔複合可
見光觸媒的製備與鑑定,研究內容將分三年完成,第一年為製備與鑑定SiO2/TiO2 骨-膚
多孔光觸媒,探討膜厚、晶體結構與氧空缺對光催化活性的影響,第二年為製備與鑑定
可見光敏感doped TiO2 骨-膚多孔複合光觸媒,比較三種過渡金屬離子(V5+、W6+及Fe3+)
對TiO2 能隙與光催化活性的影響,並釐清晶格與表面缺陷在光催化反應機制中扮演的
角色,第三年則以環境荷爾蒙bisphenol A 為標的物,進行光催化降解動力分析與反應
機制探討,建立骨-膚多孔複合光觸媒於環境應用的基礎。本研究結果除拓展製備高催
化活性光觸媒的奈米技術外,更延伸光觸媒於量子尺度下物化特性的知識背景,使環境
應用與奈米科技接軌。
官方說明文件#: NSC96-2221-E009-047
URI: http://hdl.handle.net/11536/103045
https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1434176&docId=256437
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