竹碳添加氫氧化鉀還原一氧化氮空氣污染物之研究

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Title:	竹碳添加氫氧化鉀還原一氧化氮空氣污染物之研究
Authors:	陳利強
Contributors:	化材系
Keywords:	竹碳、酸處理、氫氧化鉀、低溫NO 轉化反應
Date:	2015-10
Issue Date:	2016-02-24 13:30:46 (UTC+8)
Abstract:	本研究使用廢竹筷為原料，於高溫爐中通入氮氣並升溫至400℃進行碳化過程，再於750℃溫度下，通入二氧化碳進行活化製備竹材活性碳(BAC)。製備好的竹碳經研磨後浸漬於6N 鹽酸水溶液中進行酸處理，再分別添加不同濃度(3%、6%、10%、20%)比例氫氧化鉀並在不同溫度(30℃、60℃、105℃)下進行乾燥。處理完的竹碳，使用傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR)進行官能基測試。以電子顯微鏡(SEM)與比表面積測定儀(BET)量測其表面特性。利用能量色散X-射線光譜(EDS)來分析表面元素組成。然後使用該系列觸媒分別在無氧及3%氧環境下於30-180℃溫度範圍進行一氧化氮(NO)轉化反應實驗，以探討添加氫氧化鉀後的酸處理竹碳在低溫環境下對NO 轉化特性影響。再以熱重分析儀(TGA)進行熱重分析，探討觸媒在反應溫度下之熱重損失。在表面官能基的測試實驗發現，添加KOH 後的竹碳觸媒其表面酸性官能基團皆有減弱，而BET 的量測結果也顯示添加KOH 會降低竹碳表面積，因此可以推斷添加氫氧化鉀所產生的NO氧化反應會與竹碳本身的NO還原反應有相互競爭的可能。研究顯示在3%氧環境及反應溫度60℃以上時，BAC(30℃，6%KOH)觸媒其NO 轉化率優於未添加KOH 之觸媒，其NO 轉化率在60℃時可達80%，但是在無氧環境下所有添加KOH 之竹碳觸媒，其NO 轉化率並無優於未添加KOH 之試樣。在觸媒的使用壽命上，在3%O2 及反應溫度180℃經連續36 小時的實驗顯示，添加了氫氧化鉀後的觸媒(BAC(30℃，6%KOH)) 的NO 轉化率與未添加KOH 之觸媒相近。
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