奈米碳管重量對放電產生空氣負離子影響之研究

Abstract

本研究之主要目的在探討定量分析0.5mg、1.0mg、1.5mg重量之奈米碳管，於負極放電產生空氣負離子濃度變化及相互關係。並利用奈米碳管之場發特性，進而設計高濃度，高穩定性且具備經濟效益，市場高競爭性之微型空氣清淨裝置。 實驗並探討包含奈米碳管長徑比、奈米碳管重量、電極基板材質、奈米碳管對起始電壓、生物有效性濃度之電壓與極限電壓的影響、空氣負離子之穩定度及監測可能產生之臭氧副產物。 奈米碳管長徑比愈大，其場增強效應(enhanced field emission)愈大，所以放電電壓越低。對於不同電極基板而言，在奈米碳管長徑比及重量相同情況下，鐵有最低的測試電壓。定量不同奈米碳管時，以定量1.5mg奈米碳管時，有最低之測試電壓。在相同電壓下奈米碳管長徑比愈大，負極放電產生空氣負離子濃度之穩定度愈好。 利用間歇放電產生空氣負離子的穩定度遠高於連續放電。關閉電場40sec 後再重新開啟電場一分鐘的方式可讓空氣負離子濃度維持在4.0×105ions/cm3 以上超過30分鐘。在定量1.5mg奈米碳管的鐵電極基板上，於電壓2.3 kV 即可達至空氣負離子濃度之極限偵測範圍，並且臭氧的產生，濃度才增加至0.5 ppb，此數值遠低於室內空氣品質建議值0.03 ppm，故不會有臭氧污染問題。