Abstract
本研究目的為輻射敏感型光觸媒(以下稱為輻射觸媒)之開發及其光催化特性之研究，結合TiO2光觸媒與鋇Ba、鈰Ce輻射敏感元素，開發出能利用加馬、貝他輻射能激發TiO2 潛能之輻射觸媒材料。研究中合成三類光觸媒材料：(1) BaF2/TiO2/陶瓷粉，(2) CeO2/TiO2/陶瓷粉及(3) TiO2/monazite。上述觸媒是利用四氯化鈦水解，硝酸鋇/氟化鈉反應先分別獲得含有鈦、鋇前驅物，再經由基材吸附及450℃燒結而成。另外嘗試在UV光照下，加入甲醇作為還原劑，使得TiO2 表面沉積CeO2。上述觸媒係經BET、SEM/EDS、XRD與ICP-AES分別用於觸媒之比表面積、表面形貌/粒徑、晶型及元素含量測定。鑑定結果顯示，基材表面含有4.6% TiO2 (10~20 nm, anatase, grain)，3.8% BaF2 (200~500 nm, Frankdicksonite, cubic)，及0.2% CeO2 (5 nm, grain) 微粒。 在測試光觸媒性能實驗中，分別利用UV光及60Co 作為激發能源，結果顯示觸媒對於亞甲基藍(MB)、酚、有機樹脂皆有良好的分解效果。在1 Gy以下的照射劑量(約1 MBq60Co照射20 小時)下，可以將10 ppm MB完全分解，而1 克樹脂粒子全部分解成可溶性有機物。證明利用輻射觸媒在低劑量時，確實可以完全分解有機物。研究中嘗試利用輻射放光(Radioluminescence)、複合半導體間界面電位(Heterojunction, HJ) 等協同作用(Synergistic effect)之機制，來解釋輻射敏感物質鋇、鈰吸收輻射引發TiO2 光催化現象，及UV、60Co對於陶瓷粉等基材，於改質前後TiO2 表面遮蔽之探討。