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氧化鋅 & 氧化鐵複合材料

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

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. 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

  3. 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。

  4. 光觸媒的原理

  5. 奈米光觸媒的反應機制

  6. 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

  7. 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。

  8. 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

  9. 實驗用儀器 UV/VIS   超音波震盪 UV 光照箱 高溫烘箱

  10. 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(2-acetoxyethyl)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/)

  11. 實驗測試光照效果(t=分)(早上10:30太陽) t=0 t=10 t=20 t=30 t=40 實驗證明光照下可行 t=50 t=60 t=70 t=80

  12. 砂紙 浸泡 取出 丙酮 鐵釘 自然揮發 拋光 浸泡10min 浸 泡 取出 取出 新丙酮溶液 自然揮發以備用 新丙酮溶液 超音波震盪 浸泡10min 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 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

  13. COATING • 第一次COATING 第一層 ZnO150℃ 10min 第二層 ZnO150℃ 10min 第三層 ZnO150℃ 10min 第四層 ZnO150℃ 10min300℃ 60min • 第二次COATING 第一層 ZnO-SiO2120℃ 40min 第二層 ZnO-SiO2120℃ 40min

  14. 進爐 取出冷卻 進爐 取出冷卻 ZnO ZnO 浸泡1min 浸泡1min 150℃鍛燒10min 浸泡1min 150℃鍛燒10min 取出冷卻 提高溫度 送工廠處理 進爐 進爐 ZnO 成品 浸泡1min 150℃鍛燒10min 150℃鍛燒10min 300℃鍛燒60min PS.此圖以第一次舉例 COATING ZnO

  15. 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)

  16. 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

  17. 空白試驗(尚未加入鐵釘) UV/VIS UV/VIS UV/VIS 溶液 得DATA0 CELL UV/VIS檢測 鐵釘 加 入 得DATA1 溶液 溶液 UV/VIS檢測 UV光 得DATA2 溶液 UV/VIS檢測 照UV光30min 儀器實驗步驟 依DATA3類推

  18. 實驗數據 • 第一次 COATING ZnO

  19. 實驗數據 • 第二次 COATING ZnO-SiO2

  20. 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

  21. 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。

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