染料光分解與吸附於奈米碳管之光譜研究

Spectroscopic study of dyes:photodissociation and adsorption on carbon nanotubes

劉韋呈(Wei-Cheng Liu)

指導教授 ： 李世琛

中原大學/理學院/化學研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6840/cycu201100554

摘要

本論文是藉由光化學反應，利用光催化劑（金屬氧化物與奈米金屬顆粒），來了解染料光分解機制，比較其分解速率，並藉由光譜變化，了解光催化劑的添加對染料分解過程與能量轉移之影響。且藉此比較不同波長的光源，對一系列染料的影響。我們發現，光觸媒的添加，有利於反應速率的提升。在促使染料光分解方面，波長260 nm比365 nm來的有效率。藉由UV吸收光譜的變化，我們可以了解不同光催化劑在不同波長下分解染料之反應速率和機制的差異。另外，我們也將染料吸附於多壁奈米碳管（MWCNT）表面的官能基團，利用染料螢光光譜的光譜變化，探討在不同的氧化處理時間下，多壁奈米碳管的官能基化程度，並經由Beer’s Law推算出羧酸基的含量。我們發現，官能基含量大約在氧化3小時達飽和，氧化超過10小時後開始下降。這是因為多壁奈米碳管外層管壁被氧化剝離所造成。

關鍵字

染料 ； 奈米碳管 ； 光分解

並列摘要

We studied the photochemical reactions of dyes by adding photocatalysts (metal oxides and nano metal particles). The mechanisms of decomposition and energy transfer were investigated. We also compare the the impact of different wavelengths on a series of dyes. The efficiency of 260 nm was found to be better than 365 nm in the photocatalytic dissociation of dyes. From UV absorption spectral changes, we can understand the relation between wavelengths and reaction rates in the photocatalytic decomposition of dyes at different and reation mechanisms. In addition, we ues the spectral changes in fluorescence spectroscopy to explore the interaction between dyes and multi-walled carbon nanotubes（MWCNTs）with different degrees of functionalization. From Beer's Law we can calculate the content of carboxylic acid. We have found that the amount of the carboxylic saturates around three hours of oxidation. The functional group amount began to decline after ten hours. This is due to the unzipping of the oxidized outter shells of MWCNTs.

並列關鍵字

dyes ； carbon nanotubes ； photodissociation

參考文獻

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