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研究生: 郭百蟬
Pai-Chan Kuo
論文名稱: 可見光奈米光觸媒應用於甲醛消退之研究
Study of Visible -Light Photocatalyst on the Reduction of Formaldehyde
指導教授: 楊錦懷
Chin-Huai Young
口試委員: 賴宏仁
none
黃兆龍
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 103
中文關鍵詞: 二氧化鈦可見光面積比濃度噴塗層數照度
外文關鍵詞: Visible Radiation Type, Area ratio, Spray layer
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  • 由於國人有過度裝修的習慣,在台灣各辦公大樓之甲醛致癌風險為基準(10-6)之100~1,000倍。顯示出室內甲醛問題普遍缺乏良好管理策略,本研究係利用可見光二氧化鈦光觸媒,評估常溫低溼下在不同之面積比、甲醛濃度、照度及二氧化鈦光觸媒噴塗不同層數、成分不同比例狀況下去除室內甲醛之可行性。實驗分成三種方式進行: (1)二氧化鈦光觸媒去除甲醛試驗,(2)光照分解試驗,(3)甲醛自然衰退試驗。每小時紀錄甲醛濃度變化,以該濃度變化評估二氧化鈦光觸媒去除甲醛之效能。
    研究結果顯示,當噴塗面積增加,二氧化鈦光觸媒的分解效能愈佳。甲醛濃度高低對二氧化鈦光觸媒的分解效能並無太大影響,但濃度高時二氧化鈦光觸媒分解速率較濃度低來得快。照度較低時二氧化鈦光觸媒分解效能較低。在噴塗層數方面,經過試驗發現噴塗層數增加對於分解效能必非成正相關,甚至效果變差,故仍以噴塗三層為最佳。在二氧化鈦光觸媒成分不同比例下,二氧化鈦光觸媒成分含量高其分解效能可提升至10.7%~12%。自試驗結果中發現僅利用二氧化鈦光觸媒,要將甲醛濃度降至世界衛生組織標準(WHO)之標準值 ( 0.08 ppm ) ,有明顯的困難度存在,最好的方式是配合建築材料甲醛減量及通風換氣之方法來改善室內甲醛之污染問題。


    Formaldehyde has been proved that it can induce cancer, which is often generated from the furniture and indoor decoration. According to the recent reports, the formaldehyde injures human body seriously. Therefore, one must propose an efficient method to solve the problem. The research here attempts to apply the photocatalyst on the reduction of formaldehyde. Three parameters are designed to study the function of photocatalyst, which are spray layers of photocatalyst, spray area ratios and concentration of formaldehyde.
    According to the result analysis, the larger of the spray area ratio induce better reduction effect of formaldehyde. Not so remarkable difference of various concentration of formaldehyde on the reduction effect, but larger concentration of formaldehyde induce larger reduction rate during the earlier stage of spray. The more the power of visible-light , the better reduction effect. Three layers of spray of photocatalyst achieve the best reduction effect. Therefore, three layers of coating is strongly recommended in this research to gain best function of photocatalyst and economic consideration. Some addition methods are also proposed here to gain much better effect, such as air circulation and enhancement of power of visible-light on the dark corner which photocatalyst is sprayed.

    總目錄 論文摘要 I ABSTRACT II 誌謝 IV 總目錄 V 表目錄 IX 圖目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 2 1.4 研究流程 4 第二章 文獻回顧 5 2.1 光觸媒介紹 5 2.2 光觸媒與半導體氣流 9 2.3 氫氧自由基 12 2.3.1 自由基簡介 12 2.3.2 氫氧自由基的產生 13 2.4 二氧化鈦光觸媒 14 2.4.1 二氧化鈦特性簡介 14 2.4.2 可見光二氧化鈦之光觸媒機制 19 2.5 室內污染物-甲醛 22 2.5.1 甲醛物理化學特性及用途 24 2.5.2 甲醛對健康之危害 25 2.5.3 室內甲醛之污染 28 2.5.4 各國甲醛法規標準 34 2.5.5 可見光二氧化鈦光觸媒去除機制 35 2.6 照度 36 第三章 試驗計畫 38 3.1 試驗流程 38 3.2 試驗參數 40 3.2.1 室內環境 40 3.2.2 施工性 41 3.2.3 材料經濟性 42 3.3 試驗儀器與設備 44 3.3.1 試驗材料 44 3.3.2 材料性質檢測 45 3.3.3 甲醛消退試驗 46 3.4 試驗方法 50 3.4.1 材料檢測方法 50 3.4.2 甲醛消退試驗方法 51 3.5 分析方法 54 第四章 試驗結果與分析 59 4.1 材料檢測結果 59 4.1.1 光觸媒奈米材料成份分析 59 4.1.2 光觸媒材料結晶結構分析 60 4.1.3 光觸媒奈米粉體粒徑分析 60 4.1.4 光觸媒鍍膜結構分析 61 4.2 可見光光觸媒去除甲醛效能 62 4.2.1 試驗紀錄表格說明 62 4.2.2 噴塗面積比對可見光光觸媒之影響 65 4.2.3 不同成分比例對可見光光觸媒之影響 67 4.2.4 甲醛濃度對可見光光觸媒之影響 71 4.2.5 照度對可見光光觸媒之影響 73 4.2.6 噴塗層數對可見光光觸媒之影響 77 4.2.7 可見光奈米光觸媒現地試驗 80 4.3 可見光光觸媒消退甲醛之效能經驗式 83 第五章 結論與建議 85 5.1 結論 85 5.2 建議 87 參考文獻 88

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