二氧化鈦懸浮液對光催化活性影響

捕獲。

(5)靜電吸引(electrostatic attachment)

含固體顆粒氣流穿過濾介質，由於摩擦會產生靜電現象，同時有許多 固體顆粒在輸送過程中，也由於摩擦或其他機制帶有電荷，因此濾材或固 體粒之間可能成一電位差。當固體粒隨著氣流或水流流向濾材時，由於庫 倫力的作用，使纖維對固體顆粒產生吸附作用。

在定壓過濾(dead-end)操作模式下，微孔薄膜過濾機制與砂濾或粗濾 (coarse filtration)類似，過濾顆粒會在過濾器或薄膜之表面形成濾餅，隨著 操作時間增加濾餅越來越厚，其濾液通量則越來越少。當過濾溶液之顆粒 濃度高時，會使用掃流(crossflow)方式，以控制過濾器或薄膜表面形成濾餅 之厚度，以避免濾液通量大幅衰減^[34]。在非常低或低濃度之溶液過濾時，

濾餅形成不易，將使過濾機制由濾餅轉成深床過濾(deep filtration)或孔洞阻 塞(pore blocking)，過濾初期即有過濾阻力發生。隨著過濾水量增加，其過 濾阻抗將快速增加^[35]，此為一般微孔薄膜過濾時之現象。但對較大孔洞之 不織布薄膜而言，水溶液中顆粒濃度對過濾行為影響程度亦必須加以釐清。

2.3 二氧化鈦懸浮液對光催化活性影響

許多研究指出光觸媒初級顆粒大小與光催化活性的關係密切[36&37]，由 於初級顆粒大小是決定電子及電洞再結合(recombination)程度之關鍵因子

[38]。但是，最佳初級顆粒大小仍有爭議，Zhang^[38]及Mrira^[39]等人認為小於 10 nm 較好，但是 Ito^[40]及Porter

[41

外，對於後續分離亦具有影響性。Pavlova-Verevkina 等人^[44]加入少許鹽酸 (HCl)於安定性佳的奈米 TiO2溶膠，會產生部份凝聚現象，使較大的奈米顆 粒先行沈降。另外，Kagaya 等人^[7]使用鹼性氯化鋁於 pH 8-9 可加速 TiO2

粒的沈降速度。沈降後的TiO2粒再以HCl 溶液進行酸洗及溶解氯化鋁，分 離後的TiO2粒可回收再使用。除了加速TiO2粒沈降速率外，鋁離子對於光 觸媒活性的影響亦受到相當重視，研究結果卻大異其趣。Choi 等人^[45]掺雜 (doping)鋁離子於量子尺寸(quantum size)的 TiO2 膠體則會降低光觸媒活 性。 理，對於光觸媒活性影響亦引起注意。Zhang^[38]及 Tmokiewicz^[48]等人研究 結果指出在TiO2晶格(lattice)中，三價鐵離子對於淺層電子捕捉扮演重要角 色。事實上，在 TiO2摻配三價鐵離子之作用仍有爭議，有些研究結果認為 三價鐵離子位於電子與電洞再結合之中心處，無法避免或減緩電子與電洞 再結合發生[38&49]。而其他研究結果卻發現摻配鐵離子有助於電子及電洞之

分離，促進光觸媒活性[50&51]。造成不同光觸媒活性之差異，應與鐵之摻配 量有關。Ranjit^[51]等人研究指出鐵摻配量等於或大於 1.8% (wt)時，有促進 效果。至於，TiO2 水溶液中，鐵鹽或鐵離子對光觸媒活性影響之探討，則 付之闕如。

另外，無結晶性或結晶性二氧化矽具有良好透光性，可以作為 TiO2載 體，增加對污染物吸附能力及光分解效率^[52]或作為高分子材料與光觸媒之 間結合劑(binder)^[53]。直接在懸浮光觸媒溶液中添加奈米級或微米級二氧化 矽，對於光觸媒活性影響或形成較大二級顆粒有利於 TiO2分離效果，相關 研究不多。

光觸媒在氧化污染物的過程中產生的部份中間產物會吸附在二氧化鈦 表面，隨著時間逐漸累積而造成二氧化鈦活性基減少，處理污染物的能力 降低，產生二氧化鈦的活性鈍化與毒化現象^[54]。因此，光觸媒能否再生而 重覆利用，將直接影響技術發展的可行性。如光分解4-氯酚會產生氯離子，

此離子在低pH值(小於5)時，由於兩者表面電荷不同相互吸附，造成光觸媒 活性降低^[55]。同時，來自環境因素變化如pH[56&57]值、離子強度變化[58&59]

或鹽類[60&61]對二氧化鈦活性影響甚鉅，尤其連續操作時，光觸媒及不織布

薄膜複合系統受這些因素影響程度，均是值得加以探討。