试验材料与方法-朝阳科技大学

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1、電觸媒技術生成氫氧自由基之研究章日行1、唐政宏2、沈善鎰2、許家綺31朝陽科技大學環境工程與管理系副教授2國立中興大學環境工程系博士生3朝陽科技大學環境工程與管理系研究生摘要高級氧化程序（AdvancedOxidationProcesses,AOPs）因具有反應快速、不受污染物濃度限制，能藉由系統有效產生氫氧自由基（hydroxylradical），達到快速氧化水中有機物之優點，故廣泛地運用於各領域。眾多AOPs技術中，對於電觸媒系統產生氫氧自由基之研究仍有待深入探討，因此，本研究目的主要驗證在電觸媒系統下，氫氧自由基之生成反應，同時以不同參數作為

2、試驗條件，探討在不同條件下對氫氧自由基生成之影響。本試驗主要利用4-羥基苯甲酸（4-HBA）作為氫氧自由基捕捉劑，由試驗結果得知，其生成濃度可於操作30sec後趨於穩定，捕捉劑與氫氧自由基反應1min即可產生1.015mgL-1之最佳濃度；在電解液的選擇方面，則以硝酸鈉（NaNO3）為電解液之條件下，氫氧自由基之生成效果最佳，且生成濃度與電壓梯度呈現正相關係；另外，當pH在鹼性條件下最利於氫氧自由基之生成；而觸媒極板以TiO2之生成濃度2.57mgL-1為最高關鍵詞：高級氧化程序、氫氧自由基、電觸媒、二氧化鈦、捕捉劑AbstractAdvanced

3、OxidationProcesses(AOPs)isoneofmosteffectivetechniquesfordecomposingorganicpollutants,owingtotheirextremelyfastdegradationandnorestrictofpollutantconcentration.Hydroxylradicalscanbeproducedeffectivelybythecatalyticmaterialsintheaquaticsystem;therefore,theyhavebeenappliedbroadl

4、y.Fortheelectrocatalysis(onekindofAOPS),therearefewstudiesonthehydroxylradicalsproduction.Thisstudyfocusesonthereactionofhydroxylradicalsintheelectrocatalystsystem.Basedondifferentoperationparameters,differenteffectsofhydroxylradicalsproductionwereinvestigated.The4-hydroxybenz

5、oicacid(4-HBA)wasservedasatrappingreagentforthedeterminationofhydroxylradicals.Resultsshowedthattheequilibriumconcentrationofderivatives(3,4-DHBA)couldbereachedafter30-secondreaction.TheconcentrationofOH‧wasabout1.015mgL-1under1-minelectrocatalysis.TheelectrolyteofNaNO3wasrela

6、tivelyappropriateforproducingOH‧.Inaddition,productionrateofOH‧possessedpositivelinearcorrelationwithvoltagegradient.HighpHconditionsfavoredtheproductionofOH‧;thehighestOH‧concentrationof2.57mgL-1couldbeobtainedbyusingtheTiO2electrode.Keywords:AdvancedOxidationProcesses、hydrox

7、ylradical、electrocatalyst、titaniumdioxide、trappingreagents一、前言目前廢水處理技術分為生物處理、物化處理及高級氧化程序【1】；其中，高級氧化程序具有反應快速、不受污染物濃度限制等優點，而在眾多的AOPs技術中，近年來，以電化學技術較常被運用，但其處理有機污染物效率並不高，因此，在處理廢污水上仍受到限制，由於觸媒電極的產生，使電觸媒技術運用於有機污染物降解有良好之成效，其反應原理與光觸媒類似，因觸媒電極中的電子-電洞對可與水反應產生高氧化能力之氫氧自由基(OH‧)，而氫氧自由基具有高還原電位(

8、2.8V)【2】，氧化力強、反應性高，能達到快速氧化有機物之效果，而電觸媒系統具備在一般常溫常壓下即可進行、電解設備及操作