| 奈米材料在環工設備的元件的應用 |
| 奈米材料在素材表面塗佈後，可給環工設備的元件，帶來物理及化學作用，有利於環工設備的元件的處理效果及使用 |
| 安定性，分別說明如下 |
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物理作用： |
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玻璃製作時，係將溶融的玻璃在溶融的表面進行凝結；冷卻過程，空氣的冷凝作用及溶融錫的收縮作用，會在玻璃 |
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表面留下許多微小坑洞；如以放大鏡甚至顯微鏡觀察其表面，可發現玻璃表面的粗糙、凹凸不平的現象。同樣的 |
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，塑膠製品及噴塗有機膜的產品，由於施工中，皆有小分子曳出表面及溶劑揮發的現象，曳出的小分子及揮發的 |
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溶劑，會在塑膠製品及有機膜噴塗的元件表面，留下微小坑洞。當污垢進入元件表面粗糙的孔洞內時，會因勘 |
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入孔洞內部，且和物件形成緊密的接著，造成清除上的困難。 |
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無法發揮導電的作用； |
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針對上述現象，以極小奈米粒子填補粗糙孔隙時，可使物件表面變為更平滑，污垢不易附著（防污作用）；而且 |
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附著的污垢，其附著力也相對下降，使清潔容易進行（易潔作用）。其中，玻璃存在許多微小坑洞會把入射光作 |
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雜亂地反射，也會造成透射光的相互干射，使透射光的強度下降；奈米溶膠塗佈形成的平滑表面，會減少光線的 |
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干射效應，進而提高透光度。 |
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以上物理作用機制，因為不牽涉化學反應，所需要的是表面膜層特性，因此不需要太厚的奈米溶膠塗層；更為了 |
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透光率的考量，物理作用機制需要一層厚約數十或一、二百奈米之薄膜，即可達到防止污泥累積、水垢殘留及 |
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菌類滋長的作用。 |
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要具有上述填孔、成膜及改善表面特性的奈米粒子，必須具有結晶良好、粒徑小（≦20nm，愈小愈好。）、雜質或添 |
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加物少等特性；忠信科技公司所開發的奈米溶膠為已結膠完成，且呈完全結晶態的水性奈米粉體溶膠；其溶液中除 |
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了主成份的奈米粉體粒子外，無任何反應物、副產物，其鹽類殘留量也都在100ppm以下，奈米粉體粒子的粒徑小 |
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（20nm以下）而分佈集中。實驗測試部份，發現其吸附力強而成膜性佳（可在低溫成膜，或在高溫時於5分鐘內 |
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迅速成膜。）；因此，鍍膜的可行性大增。 |
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化學作用： |
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奈米粒子為例，其受光線激發後進行氧化還原反應之過程，可以TiO2為例說明。 |
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當TiO2粒子吸收大於能階之光線能量後，電子即從共價帶(Valence Band)激發至傳導帶(Conduction Band)成為自 |
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由電子，而在共價帶形成帶正電荷的電洞。激發態的電子可以與靠近光觸媒粒子表面的化學分子進行還原反應，將 |
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化學分子反應成還原態；另一方面，電洞所帶的正電荷則可以與化學分子進行氧化反應，將化學分子反應成氧化 |
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態；因而在光觸媒粒子表面進行氧化還原反應，此即為典型的光催化反應過程；其作用又以脫色、除臭的效果最 |
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為顯著。 |
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要能發揮真正化學作用的功能，具有幾項條件： |
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1.結構及粒徑必須正確：必需為以銳鈦礦或銳鈦礦/金紅石混合結構存在，顆粒粒徑在30nm以下的二氧化鈦。 |
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2.必需要有充份的照光及適度的水分。 |
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3.必需充分的表面質傳及循環系統：光觸媒作用只發生在觸媒表面且屬於被動作用型態（必需被處理物到達觸媒 |
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面才作用），因此充分的表面質傳（包括氣體流動或液體流動）為反應持續進行的關鍵；另外，更需借助良好 |
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的循環系統設計，讓處理標的物有效而完全的流過光觸媒表面。 |
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4.必需要有良好的預過濾系統：光觸媒作用完全倚賴觸媒表面進行，粉塵或不反應的懸浮粒子沾附觸媒表面，將導 |
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致光觸媒作用因照光受阻及反應物隔絕之雙重效應而減緩或停頓；因此有效的預過濾系統可確保光觸媒作用不會 |
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因粉塵或不反應的懸浮粒子等異物的沾附而失去作用，延長光觸媒的壽命。 |
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5.用於適當的對象：光觸媒作用基本上是以氫氧自由基將有機物氧化，理論上可將有機物徹底分解，但由於光觸 |
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作用只在表面很小的厚度範圍內進行，且反應時間短，只有具反應性較強官能基的有機物 |
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（如C-S，C-N 或C=O，C=N 等）才可在有限時間內反應；因此，正確的將光觸媒用於適當的對象，才能收到具體 |
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的成效；所以，將光觸媒用於除臭／脫色或刺激性VOC（大部份含C-S，C-N 或C=O，C=N 等官能基）才能快速發 |
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6.用於處理低濃度之污染物或長期作用的場合：光觸媒作用基本上屬於和緩的作用，對於高濃度或立即性的污染， |
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將無法負荷而表現不出功效；只有將光觸媒應用於低污染濃度或長期作用的場合，或適用以維持生活環境之乾淨 |
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度，才能有效發揮其作用。 |
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