制备I/Bi2O3/Ti02复合式触媒于模拟太阳光下降解水中污染物双酚A之研究

摘要

本研究利用碘酸氢钾(KH(103)2)及氧化铋(B120,)作为碘元素及以铋元素来源,并混和二氧化钛(Ti02).触媒的制作过程是将铋/钛固定为1.0mole％,并以不同碘/钛莫尔百分比依序以IBT(I/Bi203/T102)分别命名为1.OIBT、2.OIBT、5.OIBT.实验过程中将触媒填装于石英管柱中,以连续流系统于模拟太阳光下进行光催化实验,并寻找触媒之最佳制备条件.经由XRD晶相鑑定结果可得知,改质之复合式光触媒其特征波峰图谱位置皆与锐钛矿及金红石之结构相符,且未有偏移之情形,同时并未发现其他杂质晶相,显示本实验所制备之复合式触媒除保有光触媒之基本型态,亦成功制备I/Bi203/Ti02复合式光触媒.由UV-Visible之吸收波长分析结果显示,改质之复合式光触媒大多较未改质之Ti02触媒有些微的红移现象,且可发现复合式光触媒于可见光区段具有第二处吸收波长,表示借由碘及氧化铋的添加可有助于降低能隙之外,亦可有效增加对可见光的利用性.本研究于模拟太阳光进行光催化实验,经结果发现I/B1203/Ti02复合式光触媒于I/Ti比例为2.Omole％及5.0mole％时,具良好之降解效果.本研究结果遵循一阶反应动力模式,显示本研究所进行之反应动力模拟,结果具有效性.经由十重复耐久性实验可观察出,2.OIBT触媒于模拟太阳光下进行十次光催化实验后,仍能维持良好之去除效率,显示本研究所制备之固定式光触媒具重复再利用之特性.研究以Mierotox进行生物毒性试验,结果显示借由光触媒所处理的废水其毒性较原双酚A废水要来的低;而以2.OIBT触媒搭配模拟太阳光,并进行22分钟的光催化程序后,其废水毒性单位TUa降至2.01,与原双酚A的毒性单位TUa为10.5相比,降低了不少,故证实本研究所制备触媒借由光催化程序可有效降低污染物对承受水体生物所造成的影响.