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    Title: 奈米光觸媒材料應用技術與開發-總計畫及子計畫五(2/3)
    Authors: 衛祖賞
    盧陽明
    黃昭銘
    陳龍泉
    呂英治
    胡景彬
    Keywords: 化學水浴法
    摻雜Cu 的ZnS 薄膜
    產氫
    碳奈米管
    部份因素設計
    Date: 2006-06-23
    Issue Date: 2009-08-15 00:13:47 (UTC+8)
    Abstract: 本總計畫下分三個子計畫,以光觸媒材料之應用為中心,利用物理方法、化學方法;以觸媒薄膜型態、光催化電極型態,討論氣相、液相中污染物之分解;同時為擴大研究領域,探討ZnS 系列之薄膜電極製備,及應用於氫氣之生產反應,突破二氧化鈦材料之能階限制。子計畫一利用三種不同物理氣相沈積步驟製備二氧化鈦光觸媒。應用不同製程步驟,探討製程步驟對結晶構造、表面形貌和與光催化效果之影響。雖然製程步驟不同都能獲得anatase 結構,但是薄膜表面之粗糙度會不一樣。粗糙度大之樣品顯示較大的光催化活性。子計畫二使用化學水浴法製備面積可達50 mm × 50mm 具可見光作用摻雜Cu 的ZnS 薄膜。因摻雜的銅可以取代鋅的位置,在XRD 結果中只有ZnS 晶型。由(αhν)2 對hv 作圖所得的能階值從2.2 到2.52 eV。所製備之可見光光觸媒以300W 氙燈(Xenon lamp)搭配AM0 與AM1.5 濾鏡,在模擬太陽光下(simulated solar irradiation)對0.25 M的K2SO3 和0.35 M Na2S 水溶液進行可見光光電流及水分解產氫反應。實驗結果顯示當Φ=0.05 (銅佔金屬離子比率)有最佳的光電流與產氫數據,分別為2.11 mA/cm2 及167 μmolh-1。將Φ= 0.05 薄膜光電極進行平帶電位量測,由Mott–Schottky 圖可知該薄膜的平帶電位為-0.13 V(相對於AgCl 參考電極)。子計畫三合成二氧化鈦奈米管並搭配碳奈米管,以統計實驗法製備光觸媒電極及討論其光電反應。二氧化鈦奈米管電極的製備變數中,煅燒溫度因為影響到電極結構、表面型態,及電極的吸光行為,對光電效率有最大的效應;然而在摻雜碳奈米管的電極中,可能因為碳奈米管產生漏電現象,使煅燒溫度效應降低,且使其可見光光電流效率低於未摻雜者。在外加電壓1.0V(vs Ag/AgCl)時可見光輻射二氧化鈦電極能降解橙色二號染料。摻雜碳奈米管之電極可能是因為漏電之因素,使橙色二號染料有被還原之現象。
    Appears in Collections:[電子工程系所] 研究計畫

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