銅氧化物修飾氧化鋅奈米線於光觸媒應用

Application of ZnO Nanowires with Copper Oxide Modification in Photocatalysis

張永祥

指導教授 ： 林鶴南

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2014年)

摘要

本實驗是以氧化鋅奈米線為基礎，利用光還原法將氧化鋅奈米線進行改質，使銅氧化物修飾氧化鋅奈米線，主要目的為增強氧化鋅奈米線光觸媒效率。氧化鋅奈米線是以高溫爐管搭配氣-固成長機制成長而成，再使用光還原法與退火處理，在氧化鋅奈米線表面產生銅氧化物奈米顆粒，此外直徑較細的氧化鋅奈米線還發生了糾結彎曲的現象。
利用掃描式電子顯微鏡 (scanning electron microscopy, SEM) 與穿透式電子顯微鏡 (transmission electron microscopy, TEM) 分析改質前後奈米線的結構，螢光光譜分析奈米線放光情形，透過螢光光譜可看出改質後氧化鋅奈米線的紫外放光波段放光強度下降，顯示出氧化亞銅的修飾可以抑制氧化鋅奈米線電子電洞再復合率。
以氧化鋅奈米線做為光觸媒進行分解羅丹明B (rhodamine B)的光催化實驗，在分解過程中，羅丹明B剩餘濃度低於10 μM，分解速率產生轉變，速率由零階轉為一階。以紫外燈做為光觸媒激發光源，未改質與改質後奈米線光觸媒零階反應常數分別為0.14 μM/min與0.41 μM/min，光觸媒效率提升1.93倍。再以功率100 W的鹵素燈做為光觸媒激發光源，未改質與改質後奈米線光觸媒零階反應常數分別為0.025 μM/min與0.22 μM/min，光觸媒效率提升7.84倍，改質後的氧化鋅奈米線光觸媒效率更加大幅提升。因此我們成功的使用光還原法使銅氧化物修飾氧化鋅奈米線，改質後的氧化鋅奈米線可應用於紫外燈與鹵素燈做為光源的光觸媒催化反應，大幅提升光觸媒效率。

關鍵字

氧化鋅 ； 光觸媒 ； 氧化亞銅

並列摘要

無資料

並列關鍵字

ZnO ； photocatalysis ； copper oxide

參考文獻

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