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時,CF 4 及N 2 O轉化效率於12-23kV
70 分別為40-60%及70-74%,如與 圖
5比較,發現O 2 存在使CF 4 及N 2 O轉化
60
效率顯著下降。關於O 2 於電漿反應
50
Conversion (%) 40 的影響,Guo et al. (2006)提及因O 2
屬陰電性(electronegative),其會消
30
耗系統內的高能電子進而導致CF 4 及
N 2 O轉化效率下降。此外,由 圖6得
20
知在有O 2 條件下,N 2 O轉化效率隨施
10 N 2O CF 4
加電壓增加而略為減少,推測原因
0
12 14 16 18 20 22 23 為O 2 於非熱電漿會生成O,而O會與
Applied voltage (kV) N 2 之活性物種再生成N 2 O或NOx,隨
施加電壓增加(電子能量增強),N 2 O
圖 6、1% O 2 對 plasma catalysis 系統去除效率之影響 或NOx生成則更顯著,因此導致此趨
勢。另外,Kim et al. (2008)指出電
漿系統中,discharge gas N 2 經電漿
100
*
游離所生成的N 2 及N 2 (A 3 物質多寡
90
和汙染物去除率成正向關係,但電
80
*
70 漿系統中若有O 2 添加,N 2 與N 2 (A 3
會與陰電性較高的O 2 反應消耗 (Kim
Conversion (%) 60 et al., 2008; Trushkin and Kochetov,
50
2012),進而導致CF 4 及N 2 O的去除
40
30 效率下降。
20
N 2O
10 CF 4
Ar對plasma catalysis系統
0
0 20 50 70 去除效率之影響
Ar content (%)
圖7為 1% O 2 的 plasma catalysis條件
圖 7、不同 Ar 條件對 1%O2 plasma catalysis 系統去除效率之影響 下,加入不同含量的Ar對CF 4 及N 2 O
去除效率之影響,實驗結果顯示在
未通入Ar的條件下對CF 4 之去除效率
約為60%,隨著Ar含量的增加,CF 2
強非熱電漿系統的電場強度,隨電場強度的增強亦可能提升
轉化效率最高可達90.2%,而N 2 O亦
hot spot effect,而hot spot effect可誘發觸媒活性進而提高
呈現相同的趨勢,隨Ar含量增加至
污染物的轉化效率。另一方面,N 2 O於plasma catalysis系統之
70%,N 2 O轉化效率最高可達90%,
轉化效率則介於77-89%,與NTP-alone (12-23kV約為95%)
顯示Ar的添加可有效改善O 2 對plasma
相較明顯降低,由N 2 O轉化效率趨勢(隨施加電壓增加而提升,
catalysis去除CF 4 及N 2 O之影響。Chen
再減少)可推測NTP-alone因γ-Al 2 O 3 的添加及施加電壓的提升,
et al. (2009)指出因Ar的介電強度較
使系統的電場強度增強而產生hot spot effect,促使N 2 O再生
N 2 低,故discharge gas中的Ar較N 2 容
成,進而導致plasma catalysis系統對N 2 O轉化效率低於NTP-
易被離子化,而再比較兩種氣體離子
alone。 * * *
化後的物質Ar 和N 2 ,Ar 有較高激
*
發閾能值(13 eV),比N 2 的6.17eV高
出近2倍多,因此當Ar存在於非熱電
O 對plasma catalysis系統去除效率之影響
2
漿系統時,有助於提升系統去除污染
O 2 於觸媒技術亦或電漿系統皆是重要參數,為探討O 2 影響, 物之效能,減少O 2 對去除率的負面影
plasma catalysis系統額外引入1% O 2 進行測試,其餘操作參數 響,讓CF 4 及N 2 O的去除率維持在可
固定; 實驗結果如 圖6所示,當1% O 2 存在plasma catalysis系統 排放的標準。
300mm FABS FACILITY JOURNAL JUNE 2018 101