鐵系資材誘導類芬頓反應處理持久性有機污染物之研究

Translated title of the thesis: Iron-based material induced Fenton-like reactions for treating persistent organic pollutants
  • 吳 錩翰

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

土壤與地下水污染整治為目前世界環保先進國家所關注的重要議題。其中加油站及石化工業之大型儲油槽及管線老舊腐蝕,油品洩漏機會隨使用年限增加而增加,而油品中BTEX及MTBE為代表性有機污染物,利用亞鐵離子或是鐵氧化物催化過氧化氫產生氫氧自由基的Fenton及Fenton-like反應,常被用來處理受BTEX及MTBE污染的土壤及地下水。本研究以類芬頓反應處理苯及MTBE污染物,首先進行鐵系資材(Iron-based material,IBM)的製備,以其作為類芬頓反應之鐵源,並與鐵氧化物比較評估類芬頓反應釋放氫氧自由基之能力,再以實驗所得較佳反應操作條件,探討兩種鐵系資材IBM(A)及(B)處理含苯及MTBE污染物之效率。 研究結果顯示,IBM(A)及(B)之粒徑主要分布在1 19~4 76 mm之間,主要成分皆以Ca、Si及Fe為主,且含鐵量分別為23 83 wt %、15 32 wt %,主要晶相為矽酸鐵、磁鐵礦與氧化亞鐵,在Fe2+及Fe3+的分布上,IBM(A)含有2 8 %的Fe2+及21 %的Fe3+,而IBM(B)含有5 %的Fe2+及10 4 %的Fe3+,因此,IBM具有作為類芬頓反應之鐵源的潛力。另外,本研究所使用的化學探針pCBA對氫氧自由基的專一性相當高,透過pCBA的降解可以間接求出氫氧自由基產量,亦即可量測類芬頓反應之氫氧自由基產量。在鐵氧化物系統中,較佳的反應條件為在鐵氧化物添加劑量100 g/L,H2O2濃度23 52 mM,氫氧自由基釋放能力為FeO > Fe3O4 > Fe2O3;而鐵系資材系統中,較佳的反應條件為在鐵系資材添加劑量250 g/L,H2O2濃度23 52 mM,氫氧自由基釋放能力為IBM(A)> IBM(B)。以Rct值大小評估Fenton-like系統之氫氧自由基轉換效率,結果為FeO > IBM(A)> IBM(B)> Fe3O4 > Fe2O3。 在污染物去除方面,鐵氧化物較佳操作條件為添加量100 g/L,H2O2添加濃度23 52 mM,在不調整pH值,反應時間4小時,此時FeO、Fe3O4、Fe2O3對苯的去除率分別為98%、64%、45%,而對MTBE的去除率分別為46%、24%、19%;而IBM較佳操作條件為添加量250 g/L、H2O2添加濃度23 52 mM,在不調整pH值、反應時間4小時,此情況下IBM(A)、IBM(B)對苯的去除率分別為65%、55%,而對MTBE的去除率分別為47%、33%。綜合以上結果,IBM(A)、(B)具有做為透水性催化牆材料應用於苯及MTBE污染物處理之淺力。
Date of Award2014 Jul 14
Original languageChinese
SupervisorJuu-En Chang (Supervisor)

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鐵系資材誘導類芬頓反應處理持久性有機污染物之研究
錩翰, 吳. (Author). 2014 Jul 14

Student thesis: Master's Thesis