利用腔體震盪光譜觀察Rhodamine B在液體/矽 石介面上的吸附現象

Abstract

摘要 Rhoadmine B目前在工業上有著相當多的應用，舉凡如衣服染色、一些工業顏料等等。然而所產生的這些工業的廢水，必須要做一些適當的處理，以免讓這些有毒的廢液直接排入我們生存的環境中，而最常用來移除這些有毒物質的方法即為吸附。 本實驗是利用腔體震盪光譜法，來觀測染料吸附在矽石（silica）表面上的現象。實驗主要為用兩片高反射率的鏡子（R>99%），並且在這兩片高反射率的鏡子中間，加上矽石材質的稜鏡，入射此稜鏡的雷射光經由布魯斯特角（Brewster angle），最後產生全反射的漸逝波，樣品及吸收這些漸逝波。 我們最主要是觀察Rhoadmine B在甲醇和矽石介面的吸附現象。此實驗最主要的焦點是利用腔體震盪光譜法，去看Rhoadmine B在矽石上的吸附動力學，藉由蘭穆爾吸附模型（Langmuir model），去推導出Rhoadmine B在矽石上的吸附常數（ka）和脫附常數（kd）。 矽石/液體介面的最主要成分是矽醇基（Si-OH），一般來說矽石在大部分的有機溶劑中，都會有少量解離成帶負電的（Si-O-），而Rhoadmine B為帶部分正電的染料，藉此來看其吸附的現象;我們亦將矽石表面修飾為疏水性的介面，比較這兩種不同介面的吸附情形。 我們也對Rhoadmine B在不同pH值下，看兩種不同Rhoadmine B形式（RB Zwitterion 和RBH+）的吸附常數。藉由蘭穆爾的競爭吸附模型，我們成功的得到這兩種形式吸附在矽石表面上的吸附常數。