溫度對二氧化鈦光化學反應影響之研究

Temperature Effect on the Photocatalytic process of Titania

王承麟(C.L. Wang) ； 蔡易縉(Y.J. Tsai) ； 賴宏賓(H.B. Lai)

《鑛冶：中國鑛冶工程學會會刊》 52卷2期 (2008/06) Pp. 52-57

https://doi.org/10.30069/MM.200806_52(2).0004

摘要

近年來因工業發展快速造成石化燃料大量消耗，因此排放出二氧化碳等大量溫室氣體。如何減少溫室氣體成為本世紀重要的問題之一。利用奈米二氧化鈦進行光化學反應轉換二氧化碳成為燃料是近幾年溫室氣體減量的主要的研究方向之一。在前人文獻研究中，鮮有專門探討溫度效應對光化反應影響的文章。因此本研究採用改變二氧化鈦溶液之溫度來進行實驗。本研究在實驗室中，應用奈米級的商用二氧化鈦在5W、365nm波長之紫外光燈管的照射下將二氧化碳轉換為能源燃料一甲醇，藉由甲醇產率的變化探討溫度對於反應效能之影響。實驗結果顯示溫度的提升並無法有效提升甲醇的產率。30℃的實驗組有較佳的甲醇產率，可達3410.3 μmole/g。根據二氧化鈦轉換二氧化碳為甲醇的反應式，提升正反應的因素有反應物的濃度及反應速率常數兩個因子，溫度的提升有助於正反應速率的提升，但卻會降低反應物（二氧化碳）的濃度。實驗結果顯示溫度的提高對於反應物的濃度因素影響較大，因此實驗結果顯示溫度提高不利於正反應的進行。

關鍵字

二氧化碳 ； 二氧化鈦 ； 紫外光 ； 溫度

並列摘要

TiO_2 is the well documented photocatalyst, especially TiO_2 nano-scale particles for its ability to convert CO_2 to methanol. Nevertheless, temperature effect on the photocatalytic process of titania has not appeared in the literature. In this study we designed a lab scale, thermally controlled reactive chamber to perform a series of the photocatalytic conversion tests. These tests used the commercial nano-scale TiO_2 and a 5W UV lamp of 365nm wavelength. The test temperature was elevated to determine the temperature effect on the rate of CO_2 conversion to methanol. Results indicated that increasing temperature decreased the rate of methanol production. The reactant concentration and rate parameter are the major factors controlling the conversion rate. An increase in temperature decreased the dissolution of CO_2 thereby decreasing the CO_2 concentration and the methanol production rate.

並列關鍵字

CO_2 ； TiO_2 ； UV ； temperature