“吸”吸走污染.docVIP

全國高職學生103年度化工群專題暨創意製作競賽複賽 作品說明書 （類）別： 化工群 作品名稱 ：分崩離吸吸走汙染 關鍵詞：染整廢水降解、Fenton、奈米鐵 目錄 壹、研究動機…………………………………………………2 貳、研究目的…………………………………………….……3 參、研究設備及品…………………………………………3 肆、文獻討…………………………………………………4 伍、研究程…………………………………………………5 陸、實驗結果與論………………………………………8(一)Fenton試劑降解(二)活性碳物理脫色(三)奈米鐵脫色法 柒、論……………………………………………………… 捌、參考文獻與相關資料……………………….……………15 摘要 光觸媒經光照射後，電子由價帶躍遷到傳導帶上，產生了電子、電洞，而進行光催化反應。 本實驗探討Fenton試劑，以及奈米鐵的降解效果，還有光線對此試劑的影響；我們以結晶紫為目標污染物進行降解，再利用分光光度計檢測吸光度，再由公式推算出降解率。 Fenton試劑與H2O2在光催化下皆有良好的降解效果，不過H2O2的降解時間比Fenton試劑長很多；而亞鐵離子在陽光下也具有不錯的效果，不過會有殘留物污染。於是我們使用了奈米鐵的技術，能簡單快速將污染物去除。由於奈米鐵微粒，擁有很大的表面積，所以反應非常快速，能讓降解達到非常好的速率，且吸附完沉澱的奈米鐵廢料，能被磁鐵吸引，能方便的去除。 壹、研究動機 人類生活愈來愈便利，在生活中身穿的衣服或者是使用的半導體都運用到了染料，不過這些染料是污染物，如果直接排放，可能影響河川及海洋的汙染，為了降低污染我們想研究如何降解這些染整廢水，並且將效率達最高。 我們在普通化學裡學到『化學氧化法可分解廢水中的有機物質，以降低廢水的化學需氧量，是未來高級廢水處理的重要方法之一。』（秦興國，2003） 氧化性物質如H2O2 、亞鐵離子、或Fenton試劑（H2O2與Fe2+合併使用）等化學劑或紫外光、電解等來進行氧化分解。 本組想利用氧化還原特性來吸附污染物，傳統的吸附法大多直接加入粉末進入污染物中，可是殘留物難以回收，所以本組想改善這個問題。 貳、研究目的 一、找出結晶紫的最大吸收波長 二、探討Fenton試劑降解結晶紫的效果 三、探討奈米鐵的降解效果 四、比較有照光無照光的影響 參、研究設備及藥品 藥品名稱 規格 數量 試劑瓶 125mL 20個 球形吸量管 1.0、5.0、20、25、50(mL) 各1個 刻度吸量管 5mL 5個 刻度吸量管 1mL 5個 比色管 12管 安全吸球 1個 玻棒 3支 定量瓶 500mL、100mL 1個、 6個 藥勺 3支 滴管 12支 量筒 50mL、100mL 各1個 漏斗 1個 燒杯 100mL、250mL、500mL 3個、2個、1個 分光光度計 1台 結晶紫 濃度0.1% 500mL H2O2 濃度35% 500mL FeCl3 10g NaBH4 純度98.99% 10g (NH4)2Fe(SO4)2．6H2O (NH4)2Fe(SO4)2．6H2O 10g 定量瓶 1000mL 5個 肆、文獻探討 　染料是能夠使一定顏色附著在纖維上。且不易脫落、變色。染料通常溶於水中，一部份的染料需要媒染劑使染料能黏著於纖維上染料的色彩多樣以及色度高，例如:偶氮染料、苯胺紫、亞甲藍……等。 　　而我們的廢水的處理方式有石灰沈澱、活性碳附、生物分解及高級氧化處理等，因為排放量大所以傳統沉澱法慢慢的被淘汰；高級氧化處理法是利用具有未共用電子對的氫氧自由基（?OH）來氧化水中污染物，氧氧自由基（?OH）的氧化力很強，常用於處理環境污染物，而且無廢料殘留。 ㄧ、Fenton試劑 　催化氧化法:Fe2+ -H2O2催化氧化法，pH=4~5時Fe2+ -H2O2 會催化H2O2生成（?OH）使染料氧化脫色，在紫外光及可見光的催化下，不僅速度快速且脫色率能達99%以上；Fenton試劑是『以亞鐵離子當催化劑來催化過氧化氫，使其產生氫氧自由基（?OH）。』（秦興國，2003） 2H2O2(aq)→O2(g)+2H2O(L) H2O2(aq)→HO˙(aq)+HO-(aq) Fe2+扮演催化劑的角色，使得(?OH)變回(OH-) Fe2++HO˙→Fe3++HO- Fe2+量添加越多脫色速率越快，但Fe2+會與有機物形成競爭，Fe2+會消耗氫氧自由，而使處理效果下降，且廢料也跟著越來越多。所以Fe2+濃度與反應物之濃度比值，一般維持在1：10～50（w