二氧化鈦附著於鈍性擔體以進行安丹催化分解反應

Abstract

本研究與懸浮式的催化光分解反應系統最大的不同，在於懸浮式的催化光分解所使 用的二氧化鈦，是以懸浮狀的細微顆粒懸浮於反應系統中，而本系統是利用二氧化 鈦與鈍性擔體結合成為半固定式的反應系統，以分解含氮農藥- 安丹。本研究分為 以下階段: 首先探討擔體種類、粒徑對催化光分解的影響，再探討此反應系統( 二 氧化鈦/ 粒狀活性碳之複合體 )與傳統的催化光分解差異性以及不同光源下各種變 因如pH值，溫度等對本系統的影響。最後並分析氮原子的生成變化以及中間產物與 反應動力。 實驗結果顯示各種擔體種類中以粒狀活性碳的效果最佳，同時粒狀活性碳的粒徑愈 小，反應速率愈快。對於二氧化鈦/ 粒狀活性碳之複合體與傳統催化光分解比較發 現，複合體可促進礦化的比例。在溶液pH=4時的反應速率大於pH=9時，pH=6時的反 應速率最慢。對於溫度變因方面: 升高溫度不一定促進安丹的分解速率，但是卻會 增加礦化的程度。對於氮原子的生成方面，本系統不論光源與波長如何改變，安丹 經催化光分解的最終無機含氮離子產物，均為銨離子與硝酸根離子。對於二氧化鈦 / 粒狀活性碳之複合體與傳統催化光分解比較發現複合體反應系統產生的中間產物 較少。同時本系統的反應遵循Langmuir-Hinshelwood一階動力式，活化能為4.13kc al/mol。