以微波水熱法合成光觸媒硫化鎘結合氧化鈦奈米管去除水中氨氮之研究

摘要氨氮(NH3/NH4+)是水中主要常見的含氮污染物之一,其存在不僅會對水中的生物造成影響,當水體存在過量氨氮時,還會造成魚類的死亡,同時也會降低對自來水的加氯消毒效果。現行氮氨處理技術包括有生物脫硝、氣提、折點加氯、離子交換等。光催化反應已被證實是一有效且具可行性之氧化方式,乃利用光觸媒受激發之電子進行一連串之化學反應所生成之氫氧自由基(OH∙),再利用氫氧自由基具極強氧化能力之特性將氨氮予以氧化去除。本研究利用微波水熱法製備硫化鎘(CdS)奈米粒子及氧化鈦奈米管(TNTs),探討在不同條件下所合成之CdS、TNTs、CdS/TNTs對氨氮去除效果之影響。控制因子包括有溫度、功率、Cd/S比例,除了探討上述因子對光催化NH3造成之影響外,同時也配合一些物性分析如粒徑、孔隙、比表面積、SEM/EDX、XRD等對微波所合成之光觸媒做一輔助說明。另外本研究也將針對TNTs之離子交換能力做進一步之探討。研究結果顯示當反應系統中存在CdS/TNTs時,由於光電子間傳遞效應之影響(Interparticle electron transfer, IPET),其光催化去除NH3之效果比單純只使用CdS、TNTs之效果來得更好。TNTs之離子交換能力則有隨著微波功率增而有下降的趨勢。

作者:陳志豪