以化学气相沉积法制备之二氧化钛光催化活性研究-文化大学机构典藏.PDF

中文摘要 本研究係以電漿激發化學氣相沉積 (PECVD) 法，利用氮氣輸送 四異丙基鈦酸酯 (Ti (OC H ) ) 之蒸氣 ，以氧氣當電漿激發氣體產生 3 7 4 反應 ，沉積二氧化鈦觸媒薄膜於矽基板上，並以此觸媒進行甲醇蒸氣 之光催化反應研究其觸媒活性。製備二氧化鈦觸媒薄膜之控制因子包 括基板溫度 、氧氣流量 、退火溫度及電漿射頻功率 ，經由 X 光粉末 繞射儀 (XRD) 、場發射掃描式電子顯微鏡 (FESEM) 、化學分析電子 能譜儀 (ESCA) 及三維奈米拉曼螢光顯微鏡 (Raman) ，分析觸媒薄 膜表面特性 ，並以氣相層析儀 (GC) 偵測甲醇 ，探討不同製程條件之 二氧化鈦觸媒薄膜對甲醇蒸氣轉化率之影響。 實驗中發現 ，以 Scherrer equation 估算二氧化鈦之顆粒粒徑 介於 25.966 nm~33.329 nm 之間 。適當的基板溫度 、氧流量 、退火溫度及 射頻功率 ，有助於二氧化鈦銳鈦礦相的生成 ，並發現二氧化鈦觸媒薄 膜在基板溫度 500℃、氧流量 70 sccm 、退火溫度 700℃及射頻功 率 100 W時 ，得到最佳的 Anatase TiO 觸媒薄膜 。在甲醇初始濃度 2 144 ppmv ，溼度 2.94 ppmv ，反應溫度 75℃，不同光源 (紫外光 365 nm, 8 W 、254 nm, 8 W及日光燈, 8 W)照射距離 1 cm下 ，以批次反應 器進行甲醇蒸氣之光催化分解 ，進行 60 分鐘光照反應。在此三種光 源照射下得到最大甲醇轉化率分別為 43.126% 、47.438% 及 9.919% ，且皆符合 L–H model 之一階動力模式 。 關鍵詞 ：電漿激發化學氣相沉積 、光催化、甲醇 I Abstract This investigation was to prepare TiO2 catalyst films in the photocatalytic reaction of methanol vapor by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) method, using titanium (IV) isopropoxide (Ti (OC H ) , TTIP) as a precursor. The vapor of TTIP was carried by 3 7 4 nitrogen, and mixed with oxygen to form TiO2 catalyst films on Si wafer. The prepared parameters