TiO2/SiO2多層奈米薄膜製備及其應用在二氧化碳光還原之研究

Preparation of TiO2/SiO2 LbL Thin Film and it's Applications in Photoreduction of Carbon Dioxide

李鎮宇(Chen-Yu Lee)

指導教授 ： 凌永健

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2007年)

摘要

摘要

自工業革命以來，人類社會對能量需求大幅提升，工業的發展以及交通的運輸，均產生大量溫室氣體，如二氧化碳以及氮氧化合物等。這些溫室氣體不僅造成了溫室效應，也產生海水酸化問題，嚴重影響地球的生態，因此減少大氣中二氧化碳的含量是一重要的課題。本研究利用二氧化鈦奈米粒子，光催化二氧化碳還原為甲醇，並以層接層 (Layer-by-Layer) 的方式，和二氧化矽在聚酯基材上形成多層複合薄膜，以此薄膜進行光催化反應。研究中以掃描式電子顯微鏡、飛行時間式二次離子質譜儀以及接觸角量測儀，鑑定奈米多層膜的特性，研究結果指出，第一層粒子的吸附能力以及基材表面的平整度會影響整體密度，且多層膜結構中不同粒子並未獨立分層，而是有部分混雜的情形。此外奈米多層膜的親水性，會隨著鍍膜層數增加而提升，當層數達到六層時，接觸角可降低至僅有5°，表現出超親水的特性。在二氧化碳還原反應中，我們利用自行架設的光反應器暨線上分析系統，分析二氧化碳光還原的產物。實驗結果顯示，當鍍膜層數在八層以下時，鍍膜層數愈多催化效率愈好，得到甲醇的產率愈高，最高可達到9.7 µmol。

關鍵字

二氧化碳 ； 光催化還原 ； 層接層奈米多層膜 ； 二氧化鈦 ； 甲醇

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Carbon dioxide ； Photocatalytic reduction ； Layer-by-Layer thin film ； Titanium dioxide ； Methanol

參考文獻

23. Yoshida, A.; Kohno, Y., Catalysis Surveys from Japan 2000, 4, 107-114.

2. Wang, X. T.; Zhong, S. H.; Xiao, X. F., Journal of Molecular Catalysis A-Chemical 2005,

61. Sun, T. L.; Wang, G. J.; Feng, L.; Liu, B. Q.; Ma, Y. M.; Jiang, L.; Zhu, D. B., Angewandte

12. Yu, Y.; Yu, J. C.; Yu, J. G.; Kwok, Y. C.; Che, Y. K.; Zhao, J. C.; Ding, L.; Ge, W. K.; Wong,

36. Wu, N. M.; Chen, W. C., Environmental Modeling & Assessment 2006, 11, 381-386.