第十四卷 第一期 - 2010年五月二十一日 PDF
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UV-Na2S2O8/H2O2-Fe(II,III)兩階段氧化系統對礦化雙酚-A之驗證
黃毅峰1黃耀輝1,2*
1成功大學化學工程學系(所)
2成功大學永續環境研究中心
 
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研究主要採用兩種新穎技術高效率處理環境荷爾蒙雙酚-A (BPA),以兩階段氧化方式對雙酚-A降解及礦化研究。

首先,吾人利用一種高硫酸複合鹽(peroxymonosulfate, PMS)所生成之高氧化電位的自由基(•OH和SO4•)對雙酚-A進行降解(化學計量比: [PMS]0/[BPA]0 = 2)。並鑑定於不同條件下所生成自由基之種類及主導物種。由圖1中的1a 和 1b 以及1c和1d 可發現在不同的酸鹼條件下均可產生波型1:2:2:1的•OH 以及波型1:1:1的 SO4•。 研究發現該自由基氧化程序能部分礦化雙酚-A (Co2+/PMS程序在1小時礦化率約達40%)。與相關文獻比較,本實驗所採用之活化劑和氧化劑為最小用量。
圖2. 二階段氧化法對系統pH、[BPA]/[BPA]0 和硫酸根濃度的影響
圖1. Na2S2O8的EPR圖譜(pHi < 4) (a), alkali + SPS (pHi > 10) (b), photon + SPS (pHi <4) (c), and alkali + photon + SPS (pHi > 10) (d).

其次,基因於改善Fenton’s family (Fenton, 電–Fenton 和 光–Fenton程序)技術的通病,在中性pHi處理條件下提出UV–Na2S2O8(SPS)/H2O2–Fe(II,III)兩階段氧化程序,應用於降解或礦化雙酚-A。圖 2 顯示二階段氧化法對系統pH、[BPA]/[BPA]0 和硫酸根濃度的影響。表1 則顯示二階段氧化法和單一階段氧化法的差異, 很明顯的可以看出只靠高硫酸複合鹽幾乎無法礦化雙酚-A,只有靠第二階段的光–Fenton程序才有辦法礦化雙酚-A。整個反應系統的源理是第一階段吾人利用一種高硫酸鹽(persulfate,S2O82–)以生成高氧化電位的硫酸根自由基將雙酚-A氧化降解成較小分子(化學計量比: [S2O82–]0/[BPA]0 = 1)。接著再以光–Fenton程序將此較小分子進行礦化,總礦化率由40%提升至91%。據吾人所知,此乃首次採用此複合技術達完全降解雙酚A。再者,此亦為首次藉由實驗直接證實自由基主導行為模式在此兩種不同氧化劑系統中確實有差異。
表1. 二階段氧化法和單一階段氧化法處理結果比較
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