Fe2O3 應用於光觸媒
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Transcript Fe2O3 應用於光觸媒
氧化鋅&氧化鐵複合材料
指導老師:王健聰 教授
報告者:9815728陳建霖
9415043嚴仕龍
目錄
一、動機
二、原理
三、實驗用儀器
四、實驗染劑
五、實驗測試光照效果
六、前置作業
七、COATING
八、實驗儀器步驟
九、實驗數據
何謂光觸媒?
觸媒是一種化學物質,本身能降低化學反應所需要的能量
(活化能)而促進化學反應的發生或加速反應的速率,但本
身卻不發生變化,這種促進反應的發生或是加速反應的效
應就稱觸媒。
光觸媒的原理
奈米光觸媒的反應機制
光觸媒的功能
1.殺菌、抑制病毒
2.消除環境污染
3.去除腐臭.異味
4.防霧.防霉
5.自淨化
6.水淨化
動機
若能使鐵所吸附上的奈米級氧化鐵也有淨化空氣和淨化水質的功效,
大可改善成本及製作上的困難度。
證明奈米級氧化鐵確實有幫助光催化水中的雜質及無染物。
原理
利用基材上段燒ZnO,表面的孔洞使鐵氧化成氧化鐵的分
子變小,使其達到奈米化,且具有光觸媒的效用
實驗用儀器
UV/VIS
超音波震盪
UV 光照箱
高溫烘箱
實驗用染劑
中文名:分散藍 79
英文名Disperse Blue 79
分子式 C24H27BrN6O10 分子量 639.41
4-(2-Bromo-4,6-dinitrophenylazo)-5-acetylamino-2-ethoxy-N,N-bis(2acetoxyethyl)aniline
4-(2-溴-4,6-二硝基苯基偶氮)-5-乙酰氨基-2-乙氧基-N,N-双(2-乙酰氧
乙基)苯胺
(圖片来源:http://www.chemblink.com/)
實驗測試光照效果(t=分)(早上10:30太陽)
t=0
t=10
t=50
t=20
t=60
t=30
t=70
t=40
t=80
實
驗
證
明
光
照
下
可
行
前置作業
將釘子浸泡丙酮10min,取出後等其自然揮發,將其表面拋光
砂紙
浸泡
取出
丙酮
鐵釘
自然揮發
拋光
浸泡10min
再將釘子浸入丙酮中,並以超音波震盪,使其表面雜質震出,再取
出釘子在以丙酮浸泡10min ,將釘子取出自然風乾備用
浸
泡
取出
取出
新丙酮溶液
超音波震盪
新丙酮溶液
浸泡10min
自然揮發以
備用
COATING
第一次COATING
第一層 ZnO150℃ 10min
第二層 ZnO150℃ 10min
第三層 ZnO150℃ 10min
第四層 ZnO150℃ 10min300℃ 60min
第二次COATING
第一層 ZnO-SiO2120℃ 40min
第二層 ZnO-SiO2120℃ 40min
COATING
進爐
取出冷卻
進爐
取出冷卻
ZnO
ZnO
浸泡1min
浸泡1min
150℃鍛燒10min
取出冷卻
進爐
ZnO
提高溫度
進爐
浸泡1min
150℃鍛燒10min
送工廠處理
ZnO
150℃鍛燒10min
浸泡1min
150℃鍛燒10min
300℃鍛燒60min
PS.此圖以第一次舉例
成品
儀器操控
清洗燒杯和CELL
精秤50g水
加染劑於燒杯中且波長270nm吸收度1.8~2.0之間即可
選用UV/VIS儀器,先按Auto-zero使其歸零以減少誤差
設定波長於200 nm~800nm之間,且設定模式為Abs(吸收
度)
儀器實驗步驟
空白試驗:將前置作業中的含有染劑的燒杯,取出溶液加
入CELL中照UV/VIS得DATA0
將鐵釘加入含有染劑的燒杯,取出溶液加入CELL中照
UV/VIS得DATA1
將燒杯置於UV光照箱射下30min,取出溶液加入CELL中
照UV/VIS得DATA2
再將燒杯置於UV光照箱射下30min(共60min),取出溶液
加入CELL中照UV/VIS得DATA3
再將燒杯置於UV光照箱射下30min(共90min),取出溶液
加入CELL中照UV/VIS得DATA4
PS.每次檢測完需倒回原溶液中,CELL需以丙酮清洗
儀器實驗步驟
空白試驗(尚未加入鐵釘)
溶液
得DATA0
UV/VIS
CELL
UV/VIS檢測
鐵釘
加
入
溶液
溶液
得DATA1
UV/VIS檢測
UV光
溶液
照UV光30min
UV/VIS
UV/VIS
得DATA2
UV/VIS檢測
依DATA3類推
實驗數據
第一次 COATING ZnO
10
t=0 (未放光觸媒)
t=0 (已放光觸媒)
t=30
t=60
t=90 (加入雙氧水)
9
8
7
Absorbance
6
5
4
3
2
1
0
200
300
400
500
W a v e le n g th ( n m )
600
700
800
實驗數據
第二次 COATING ZnO-SiO2
2
t=0 (未放鐵釘)
t=0 (已放鐵釘)
t=20
t=40
t=60
t=80
1.8
1.6
1.4
Absorbance
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
200
300
400
500
W a v e le n g th ( n m )
600
700
800
H2O2提高光觸媒效率原理
移去catalyst 表面受限的電子,降低電子與電洞的再結合。
H2O2自身分裂,直接生成OH基和氫氧負離子,其負離
子又將與電洞生成氫氧自由基或者經過UV照射直接生成
氫氧自由基,提高了光催化效率
H2O2本身具有加速中間產物氧化的效應
結論
@奈米級的氧化鐵確實可以去除水中的雜質~
且效果不錯~希望將此發現廣泛用在日常生
活上~讓空氣中的雜質可以分解成無害的物
質。