二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究

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(dǎo)老師：陳文星老師學(xué)生：劉佳宜學(xué)號(hào)：9010808二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第1頁(yè)大綱光觸媒簡(jiǎn)介二氧化鈦介紹二氧化鈦殺菌效果實(shí)驗(yàn)流程結(jié)果結(jié)論二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第2頁(yè)光觸媒（Photocatalyst）介紹觸媒：半導(dǎo)體性金屬氧化物機(jī)制：在受光激發(fā)後，在觸媒表面產(chǎn)生活性位置以進(jìn)行光催化反應(yīng)光觸媒材條件 化合物價(jià)電子帶和導(dǎo)電帶能距不能太大，且在光線照射下，激發(fā)電子由價(jià)電子跳躍至導(dǎo)電帶 二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第3頁(yè)光觸媒材料分類光觸

2、媒固體(金屬氧化物，硫化物等)TiO2、ZnO、Nb2O5、WO3、SnO2、ZrO2、SrTiO3、KTaO3、Ni-K4Nb6O17、CdS、ZnO、CdSe、GaP、CdTe、MoSe2、WSe2均一溶液之化合物(金屬錯(cuò)合物等)Ru(bpy)32+、Co錯(cuò)合物、Rh錯(cuò)合物、波非林誘導(dǎo)體(Zn、Al、Mg)二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第4頁(yè)光觸媒與熱觸媒之比較Catalyst typeFree energy change of the reactionMain factors for the functionThermal catalystOnly for G0Enhancement of

3、 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 transfer reaction二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第5頁(yè)光觸媒應(yīng)用功效產(chǎn)品空氣淨(jìng)化空氣濾清器、壁紙、窗簾、油漆、過濾網(wǎng)、空調(diào)箱除臭磁磚、衛(wèi)浴設(shè)備、水泥、外牆磚、玻璃殺菌、除臭毛巾、

4、敷布、被單、掛軸除霧鏡子、膠片水處理水族箱、石礫二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第6頁(yè)TiO2介紹在暗處沒有任何反應(yīng)性，在照光後即進(jìn)行觸媒反應(yīng)一種物質(zhì)強(qiáng)大氧化還原能力、高化學(xué)穩(wěn)定度及無(wú)毒特征氧化反應(yīng)速率：氧化鋅二氧化鈦氧化鎢鈦酸鋇TiO2能階是3.2eV，相當(dāng)於光波長(zhǎng)400nm二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第7頁(yè)光 + TiO2 二氧化鈦光觸媒反應(yīng)殺菌防污、自我清潔脫臭、淨(jìng)化空氣防霧水處理(淨(jìng)化)抗癌TiO2應(yīng)用 Application of TiO2 photocatalytic field . 二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第8頁(yè)二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第9頁(yè) ()光電子與電洞產(chǎn)生 TiO2

5、h eh ()電子電洞消耗 h TiOH （TiOH） e TiOH （TiOH） e Ti Ti光觸媒光催化反應(yīng)原理：二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第10頁(yè)()電子、電洞再結(jié)合與氫氧自由基去活性 e（TiOH） TiOH h（TiOH） TiOH e h heat （TiOH） S(inert) 非活性物質(zhì)二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第11頁(yè) hv還原態(tài) TiOH 氧化態(tài) (TiOH)TiOH O2HO，HO2-，H2O2氧化態(tài)TiOH O2 H2O 還原態(tài)TiO2光催化反應(yīng) Illumination of the reduction and oxidation on TiO2 photoca

6、talyst .二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第12頁(yè)二氧化鈦殺菌效果1996年，出現(xiàn)有些人因病原性大腸菌O157而死亡大問題 光觸媒無(wú)法一次就分解大量物質(zhì)，對(duì)於慢慢增加?xùn)|西，有很大效果 二氧化鈦光觸媒不只能夠殺死細(xì)菌，也可分解其殘骸使用black light lamp微弱紫外光(=365nm)，來(lái)激發(fā)二氧化鈦產(chǎn)生電子與電洞，在開始反應(yīng)30分鐘後，就有90%以上殺菌效果，1小時(shí)之後100%殺菌率 二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第13頁(yè)殺菌原理 還原反應(yīng)： O2 e O O H HO2 HO2 e H H2O2 氧化反應(yīng)： OH h HO HO HO H2O2二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第14頁(yè)二氧

7、化鈦與基材相接 Formation of chemical bonding between the coating film and the substrate . 二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第15頁(yè)實(shí)驗(yàn)流程大腸桿菌活化配置液體培養(yǎng)基將菌體加入無(wú)菌水成為實(shí)驗(yàn)用大腸桿菌溶液將3ml菌液加到TiO2之薄膜上且照UV光取0.1ml菌液劃開在固體培養(yǎng)基上觀察菌落生長(zhǎng)情形，來(lái)得知其殺菌效果二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第16頁(yè)大腸桿菌生長(zhǎng)曲線16-24小時(shí)，其活性最大，故取此時(shí)間內(nèi)大腸桿菌測(cè)試二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第17頁(yè)二氧化鈦不照光殺菌效果二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第18頁(yè)二氧化鈦照光後效果

8、在照光1.5hr後，95%殺菌效果2小時(shí)後完全分解大腸桿菌二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第19頁(yè)殺菌效果與光源距離之關(guān)係圖近距離光源照射，有較佳殺菌效果二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第20頁(yè)相對(duì)濕度對(duì)殺菌效果關(guān)係圖二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第21頁(yè)結(jié)論二氧化鈦經(jīng)照光後具殺菌效果二氧化鈦近距離光源照射，可得較佳殺菌效果反應(yīng)環(huán)境濕度改變對(duì)殺菌效果無(wú)明顯影響二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第22頁(yè)參考資料 Anders Hagfeldt and Michael Gratzel，1995，Chem. Rev.，Vol.95，pp.4968。 Amyl. Linsebigler，Guangquan Lu an

9、d John T. Yates，Jr.，1995，Chem. Rev.，Vol.95，pp.735758。 Zheng Huang et al.，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。 二氧化鈦光觸媒殺菌效果之研究第23頁(yè)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，V