NSC95-EPA-Z-007-001

12. 2NO + CO 2 + 10H + + 10e - (NH 2 ) 2CO + 3H 2 O
參 考 文 獻 Kuwabata et al. (1998)
在 pH 值 的 部 份 , 當 CO 2 溶 於 水 中 時 , 會 呈 現 弱 酸 性 (pH≒5.7), 這 是 因 為 透 過 以 下 反
應 所 解 離 出 來 的 H + 所 造 成 的 影 響 :
H 2 O (l) + CO 2(aq) HCO 3
-
(aq) + H + (aq) (1)
HCO 3
-
(aq) CO 3
2-
(aq) + H + (aq) (2)
另 一 方 面 , 過 量 的 CO 3
2-
會 讓 溶 液 呈 現 弱 鹼 性 (pH≒8), 這 是 因 為 透 過 以 下 反 應 所 解
離 出 來 的 OH - 所 造 成 的 影 響 :
H 2 O (l) + CO 3
2-
(aq) HCO 3
-
(aq) + OH - (aq) (3)
文 獻 中 亦 觀 察 到 有 些 實 驗 添 加 碳 酸 鹽 控 制 pH 值 , 以 降 低 pH 值 對 反 應 的 影 響 。 另 在
表 2、3 的 機 制 探 討 中 可 發 現 CO 2 的 還 原 相 當 複 雜 , 牽 涉 到 的 競 爭 反 應 會 導 致 光 催 化 效 果
不 佳 , 所 以 有 時 候 必 須 添 加 犧 牲 劑 或 是 改 變 反 應 條 件 來 提 昇 反 應 效 能 。
3-2 影 響 反 應 選 擇 性 與 產 物 分 佈 之 因 素
以 光 觸 媒 還 原 CO 2 之 反 應 的 產 物 種 類 很 多 , 文 獻 中 (Kuwabata et al., 1998) 所 提 到 的 產
物 包 括 尿 素 、 一 氧 化 碳 、 甲 烷 、 甲 醇 、 甲 醛 、 甲 酸 、 丙 酮 … 等 等 。 若 反 應 物 中 含 有 氮 源 ,
如 NO 3 - , 則 產 物 中 會 出 現 帶 有 C-N 鍵 的 尿 素 。 尿 素 是 很 有 價 值 的 化 學 品 , 一 般 傳 統 製 程
是 以 NH 3 和 CO 2 作 為 原 料 , 在 大 於 120 atm 與 大 於 150℃ 的 高 溫 高 壓 環 境 下 所 合 成 ; 若 是
以 光 觸 媒 還 原 CO 2 的 方 式 合 成 尿 素 , 反 應 只 需 在 常 溫 常 壓 下 就 能 進 行 。
綜 合 以 上 , 影 響 CO 2 還 原 反 應 之 反 應 速 率 、 產 物 選 擇 性 與 產 物 分 佈 的 因 素 包 括 有 :
• 氮 源 的 種 類
• 溶 劑 的 種 類
• 犧 牲 劑 的 種 類
• 光 觸 媒 的 製 備 條 件
• 發 生 反 應 時 的 環 境 條 件
3-3 光 觸 媒 固 定 化 材 料 與 添 加 閃 爍 體 之 創 新 設 計
光 觸 媒 奈 米 粉 末 特 殊 的 表 面 結 構 , 使 奈 米 粉 末 容 易 因 為 表 面 作 用 而 團 聚 , 隨 粉 末 粒
徑 變 大 而 造 成 表 面 活 性 下 降 , 也 降 低 光 催 化 效 果 , 因 此 必 須 藉 由 其 它 分 散 劑 或 溶 劑 來 產
生 奈 米 粒 子 間 的 靜 電 排 斥 。 然 而 分 散 劑 效 果 不 一 , 每 次 光 催 化 後 表 面 的 分 散 劑 會 被 自 由
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