摘要
本研究利用大氣電漿噴塗（atmospheric plasma spraying, APS）技術結合仿地質概念製備了氮摻雜還原TiO_2多孔光催化劑塗層。與傳統的光催化劑製備方法不同，本研究利用電漿噴塗使液體瞬間汽化而可創造出固體材料之多孔性質，如同火山噴發而生成麥飯石一般。此法可以大規模生產，並且縮短了製備時間。本研究以結構中含有一個或兩個氮原子的乙醯胺和尿素為摻雜劑，並以水做為溶劑，在瞬間汽化過程中，使氮摻雜入TiO_2（T1N和T2N），用於光催化抗生素：四環黴素（TC，20 ppm/100 mL）和環丙沙星（CIP，20 ppm/100 mL）的降解。在AM1.5G太陽光模擬器照射下發生光降解。其中因T1N有比T2N更高的晶格氮比，這使得T1N具有更好的光催化活性。TC和CIP在模擬太陽光照下的光降解速率常數分別為1.70和1.42（×10^(-2) min^(-1)），是T2N的兩倍多，且為原始TiO_2的近20倍。此外，經過10輪重覆性測試，光催化劑表現出良好的性能和結構穩定性。自由基測試結果表明．O_2^-是TC降解中最重要的反應物種，而．OH和h^+在CIP降解中起著重要作用，本研究亦提出了TC和CIP的降解途徑。這種光觸媒塗層製備方法適合大規模生產，是一種省時、可持續、多元化、具有前瞻性的技術。