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具有水氣應答特性磺酸化聚苯胺/聚亞醯胺薄膜應用於二氧化碳光催化還原反應

為了解決PHILIPS 14W LED的問題，作者陳奕福 這樣論述：

　　本研究開發具有極佳水氣應答特性的磺酸化聚苯胺/聚亞醯胺複合薄膜，作為光觸媒之載體，應用於二氧化碳光催化還原反應。首先製備可溶性聚亞醯胺(PI)溶液，另一方面合成具有導電率及氧化還原能力之聚苯胺(PANI)，並在主鏈上導入磺酸基，提高水氣親和性及溶解性，再混摻適當比例之PI與SPANI，以調控複合薄膜之剛性與水氣應答性，為維持PANI的導電性，採用低溫(80 ℃)亞醯胺化程序成膜，得到具有可撓曲性的SPANI/PI薄膜。透過二次塗覆法，將類石墨氮化碳 (gCN)塗覆於玻璃板上，再塗覆上述SPANI/PI溶液，使gCN留在表層，移除溶劑後製備SPANI/PI-gCN薄膜。　　製得之SPANI

/PI薄膜在水氣梯度下可以自動彎曲並且具有可回復性，添加gCN後對水氣的應答程度提升，並且該薄膜在照射LED燈泡(14W, PHILIPS)下，可在微量水氣或乙醇存在環境，進行光催化還原氣相CO2反應。使用配備有高靈敏度脈衝放電氦離子化檢測器之氣相色譜儀(GC)鑑定光催化還原的碳氫化合物等產物。實驗結果顯示，gCN 附載於SPANI/PI薄膜之光催化還原反應優於gCN粉體(甲醇產率629 mol/g-gCN)。面積為9 cm2的SPANI/PI-gCN薄膜在照射12小時後，甲醇為主要產物，產率達到8705 mol/g-gCN，光轉換效率(Photoenergy Conversion Eff

iciency, PCE)可達1.74 %。