1、二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究A study on dioxide photocatalyst and their bactericidal effect指導老師：陳文星老師學生：劉佳宜學號：9010808大綱光觸媒的簡介二氧化鈦的介紹二氧化鈦的殺菌效果實驗流程結果結論光觸媒（Photocatalyst）的介紹觸媒：半導體性的金屬氧化物機制：在受光激發後，在觸媒表面產生活性位置以進行光催化反應光觸媒材的條件 化合物的價電子帶和導電帶的能距不能太大，且在光線照射下，激發電子由價電子跳躍至導電帶 光觸媒的材料分類分類光觸媒光觸媒 固體固體(金屬氧化金屬氧化物，硫化物等物，硫化物等)TiOTiO2 2
2、、ZnOZnO、NbNb2 2O O5 5、WOWO3 3、SnOSnO2 2、ZrOZrO2 2、SrTiOSrTiO3 3、KTaOKTaO3 3、Ni-Ni-K K4 4NbNb6 6O O1717、CdSCdS、ZnOZnO、CdSeCdSe、GaPGaP、CdTeCdTe、MoSeMoSe2 2、WSeWSe2 2均一溶液之化合均一溶液之化合物物(金屬錯合物金屬錯合物等等)Ru(bpy)Ru(bpy)3 3 2+2+、CoCo錯合物、錯合物、RhRh錯錯合物、波非林誘導體合物、波非林誘導體(ZnZn、AlAl、Mg)Mg)光觸媒與熱觸媒之比較Catalyst typeFree ene
3、rgy change of the reactionMain factors for the functionThermal catalyst Only for G0Enhancement of reaction rate or the change of reaction path through interaction with catalyst surfacePhoto-catalystEven G0 is possibleGeneration of electrons and holes by excitation of photocatalyst and their electron
4、 transfer reaction光觸媒的應用功能功能產品產品空氣淨化空氣淨化空氣濾清器、壁紙、窗簾、空氣濾清器、壁紙、窗簾、油漆、過濾網、空調箱油漆、過濾網、空調箱除臭除臭磁磚、衛浴設備、水泥、磁磚、衛浴設備、水泥、外牆磚、玻璃外牆磚、玻璃殺菌、除臭殺菌、除臭毛巾、敷布、被單、掛軸毛巾、敷布、被單、掛軸除霧除霧鏡子、膠片鏡子、膠片水處理水處理水族箱、石礫水族箱、石礫TiO2的介紹在暗處沒有任何反應性，在照光後即進行觸媒反應的一種物質強大的氧化還原能力、高化學穩定度及無毒的特性氧化反應速率：氧化鋅二氧化鈦氧化鎢鈦酸鋇TiO2的能階是3.2eV，相當於光的波長400nmTiO2 Applica
5、tion of TiO2 photocatalytic field.C BAhvAhvVBAADD光觸媒光催化反應的原理：hv Illumination of the reduction and oxidation on TiO2 photocatalyst.二氧化鈦殺菌效果1996年，出現有人因病原性大腸菌O157而死亡的大問題 光觸媒無法一次就分解大量物質，對於慢慢增加的東西，有很大的效果 二氧化鈦光觸媒不只可以殺死細菌，也可分解其殘骸使用black light lamp微弱的紫外光(=365nm)，來激發二氧化鈦產生電子與電洞，在開始反應30分鐘後，就有90%以上的殺菌效果，1小時之後1
6、00%的殺菌率 殺菌原理 還原反應：O2 e O O H HO2 HO2 e H H2O2 氧化反應：OH h HO HO HO H2O2二氧化鈦與基材的相接 M/M/film OH Substrate surface M M H2O M&M/：metal atoms OH O Formation of chemical bonding between the coating film and the substrate.實驗流程大腸桿菌活化配置液體培養基將菌體加入無菌水成為實驗用的大腸桿菌溶液將3ml菌液加到TiO2之薄膜上且照UV光取0.1ml的菌液劃開在固體培養基上觀察菌落的生長情形，來
7、得知其殺菌效果大腸桿菌的生長曲線16-24小時，其活性最大，故取此時間內的大腸桿菌測試二氧化鈦不照光的殺菌效果二氧化鈦照光後的效果在照光1.5hr後，95%的殺菌效果2小時後完全分解大腸桿菌殺菌效果與光源距離之關係圖近距離的光源照射，有較佳的殺菌效果相對濕度對殺菌效果的關係圖結論二氧化鈦經照光後具殺菌效果二氧化鈦近距離的光源照射，可得較佳的殺菌效果反應環境的濕度改變對殺菌效果無明顯的影響參考資料 Anders Hagfeldt and Michael Gratzel，1995，Chem.Rev.，Vol.95，pp.4968。Amyl.Linsebigler，Guangquan Lu and
8、John T.Yates，Jr.，1995，Chem.Rev.，Vol.95，pp.735758。Zheng Huang et al.，2000，J.Photochemistry and Photobiology A：Chemistry，Vol.130，pp.163170。Yoshihiko Kikuchi et al.，1997，J.Photochemistry and Photobiology A：Chemistry，Vol.106，pp.5156。Michael R.Hoffmann et al.，1995，Chem.Rev.，Vol.95，pp.6996。參考資料 Kayano Sunada et al.，1998，Environmental Science，Vol.32 No.5，pp.727.Akira Fujishima et al.，1998，J.Antibact Antifung Agents，Vol.26 No.11，pp.611620。周秋楓，83年，“利用氧化鋁為載體之二氧化鈦光觸媒光分解靛藍”，成功大學，碩士論文。楊哲修，“電泳動法製作二氧化鈦/鎳抗菌複合鍍層”研究成果聯合發表論文集。陳皇妃，“二氧化鈦光觸媒的製備與殺菌效果之研究”，碩士論文
