以活性碳為載體之光觸媒的製備與特性研究

李安成 ； 林榮顯 ； 黄建程 ； 吳宗翰

《工程科技與教育學刊》 3卷1期 (2006/03) Pp. 69-75

https://doi.org/10.6451/JETE.200603.0069

摘要

本研究是以活性碳做為光觸媒(TiO2)的載體，利用活性碳之高吸附能力，將有機污染物質吸附於活性碳之表面與孔道中，再藉附著於活性碳上的光觸媒(TiO2)，於紫外線照射下所產生之電子－電洞，將有機污染物質有效分解，藉以探討以活性碳為載體之光觸媒的光催化特性，希望能找出高分解效率之光觸媒，以解決目前日益嚴重之空氣污染與水污染問題。
在本研究首先以溶膠－凝膠(so1-gel)法製備奈米級的二氧化鈦，再將其均勻分散於水中，並將活性碳含浸於二氧化鈦的水溶液中，使二氧化鈦能均勻附著於活性碳中，並採用SEM觀測吸附二氧化鈦之活性碳，以了解二氧化鈦在活性碳上分布的情形，並以XRD觀測吸附後之二氧化鈦之結晶型態是否有改變；實驗結果顯示，二氧化鈦在活性碳表面分布的相當均勻，且吸附後之二氧化鈦仍然以銳鈦礦晶型存在。
最後採用本研究所製備之二氧化鈦／活性碳、石原公司所提供之奈米級二氧化鈦與活性碳，於紫外線照射下分解水中的甲基橙，進行光催化特性的探討；實驗結果顯示，活性碳對甲基橙僅有吸附能力而不具分解能力，石原公司所提供之二氧化鈦對甲基橙分解能力相當差，於實驗期間幾乎沒有反應，本研究所製備之二氧化鈦／活性碳對甲基橙不僅能迅速吸附且能有效地分解，所呈現的效果遠比兩者單獨使用之加成效果大。由實驗結果顯示以活性碳為載體之光觸媒是值得開發的途徑，且有可能成為新一代之高效能的光催化劑，本研究團隊將再針對此研究的一些缺失進行改進，期望能製備出一種能商業化之高效能光觸媒，以解決日益嚴重之污染問題。

關鍵字

二氧化鈦 ； 光觸媒 ； 光催化反應 ； 活性碳