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1.1 研究緣起

含 氯 有 機 溶 劑 例 如 四 氯 乙 烯 (Tetrachloroethylene) 、 三 氯 乙 烯 (Trichloroethylene) 、 四 氯 化 碳 (Carbon Tetrachloride) 、 三 氯 甲 烷 (Chloroform)、二氯甲烷 (Dichloromethane)等是工業上常用之材料,廣泛應 用在金屬清洗、脫脂、萃取溶劑等用途。儲存槽的洩漏、輸送管線的破裂,

將會導致地下水的污染。由於地下環境複雜、地下水流速緩慢,加上污染 物成份複雜、穩定,而難以處理,因此此類污染物值得重視。

透水性反應牆 (Permeable Reactive Barrier, PRB)結合零價鐵金屬為目 前廣泛運用的復育技術。由於鐵金屬價格便宜,對環境的衝擊性低,可還 原許多含氯有機溶劑,例如三氯乙烯、氯仿以及四氯化碳,故已被廣泛的 使用及研究 (Gillham et al., 1994;Orth et al., 1996;Roberts et al., 1996;

Matheson et al., 1994)。

雖然零價鐵金屬有著上述優點,然而零價鐵去除含氯有機物為一種氧 化還原作用,因此在反應過程中會造成零價鐵表面形成沈澱物如氫氧化鐵 或氧化鐵的生成,使其反應性下降,也會使水中的 pH 值增高 (Matheson et al., 1994)。

新一代的零價金屬如奈米鐵顆粒 (Iron Nanoparticles)、鈀鐵複合金屬 (Bimetallic Pd/Fe Particles)等零價金屬對四氯化碳、三氯乙烯等污染物去除 效果增強了許多 (Grittini et al., 1995;Muftikian et al., 1996;Wang and Zhang, 1997),然而對於二氯甲烷、二氯乙烷等污染物仍難以降解 (Lien and Zhang, 1999;Lien and Zhang, 2005),因此仍需要開發更新的技術以處理此物難分 解污染物,以及解決零價金屬表面氧化問題。

為克服前述零價鐵金屬之問題,連興隆等人應用複合金屬的觀念,如 果能保持零價鐵內部電子持續地供應,就可以使零價鐵表面隨時維持於元 素狀態,避免沈澱物生成。而鋁元素的還原電位為 -1.66 V,遠高於鐵金屬 的 -0.44 V,因此以鋁金屬做為電子供應來源之鐵鋁複合金屬,即可保有零 價鐵金屬的優點並且避免表面生成沈澱物 (李文善等, 2004;Lien and Lee, 2006)。銅鋁複合金屬則是類似的概念,以內部的零價鋁金屬提供電子給外 部的銅,使銅能保持元素狀態的零價銅 (Lien and Zhang, 2002),此為少數 能夠分解二氯甲烷之技術,相當有深入研究之價值。

此外前人的研究成果也發現,在還原條件下,含氯有機物如四氯乙烯、

四氯化碳等含氯有機物,可受到電子媒介體 (Electron Mediator)的作用,達 到分解的目的 (連, 1994)。也就是以含氯有機物做為系統中之電子接受者,

在存在電子供應者的還原條件下,經由電子媒介體的作用,催化反應之進 行。因此如能在原有零價複合金屬之條件下,外加電子媒介體,應能催化 其還原含氯有機物之反應,以分解原本難以分解之含氯有機污染物、達到

1.2 研究目的

本研究系利用自行合成之銅鋁複合金屬,再加上維生素 B12 做為電子 媒介體,以分解水中之難分解含氯有機物二氯甲烷。測試複合材料最佳配 比(銅與鋁之重量比值)、最佳反應條件(pH 值之影響)、尋找最佳使用劑 量(維生素 B12濃度)、並分析反應產物以探討其去除機制。