第二章 文獻回顧
2.4 吸附材改質
2.4.1 吸附材改質之相關研究
一般利用吸附去除酸鹼性氣體時，係依據所要去除的氣體酸鹼特 性而選擇不同之吸附劑，主要是藉由吸附材表面與欲去除氣體之酸鹼 度不同，而以酸鹼中和之機制達到吸附去除效果。
2.4.1.1 吸附材酸鹼改質之相關研究
大塚一彥 (1996) 指出目前化學濾材中處理鹼性氣體大多數使用 檸檬酸及磷酸；處理酸性氣體則是使用過錳酸鉀及氫氧化鉀。
Tehrani and Salari (2005) 將天然沸石經過不同濃度之硫酸、硝酸 前處理塗敷後，氨氣去除量有大幅之提升，且比表面積會隨酸液濃度 增加而上升，但酸濃度增加到一定量時比表面積卻開始下降，推測是 因為其結構開始破壞所造成。
Guo and Lua (1999) 使用硫酸、氫氧化鉀分別含浸於活性碳表 面，藉由其表面酸鹼特性去除氨氣、二氧化硫氣體。文獻中也指出，
延長浸泡硫酸、氫氧化鉀時間，可有效增加其比表面積，但當浸泡時 間達30 小時後，比表面積則維持不變。
Ciahotny et al. (2006) 分別使用 30%的硫酸、磷酸、硝酸含浸處 理天然沸石，發現氨氣吸附量皆有大量提升，文獻中指出，在經過硫 酸、磷酸處理後之天然沸石，其中孔洞體積皆有大量減少之趨勢，且 磷酸減少近一半總孔洞體績，然而經過硝酸處理後之沸石在總孔洞體 積上卻接近未處理之沸石。吸附材改質處理無機酸鹼污染物之相關文 獻如表2-2 所示：
表 2-2 吸附材改質處理無機酸鹼污染物之相關文獻整理
Material Chemicals for
Modification Pollutant
Initial
Tehrani and Salari
Activated carbon NaOH、Na2CO3、
KOH、K2CO3 H2S - - 鄭(1990)
Chemical filter HNO3、HCl NH3 10 8 黃(2005)
2.4.1.2 改質後沸石特性之相關研究
由於沸石具有不同矽鋁比，改質沸石的趨勢主要是要提高矽鋁比 ( Si/Al )的比值，一般來說提高比值會使沸石更有利用價值，因為會 提高對酸的忍受度、熱穩定性以及增加吸附選擇性與疏水性 (吳, 1989)。常用來改質沸石的方法，一般要是加酸、EDTA 處理，在 600℃
下並通入蒸氣來水合晶體結構中的鋁原子，之後由晶體中之Si 移動 填補此空缺，達到去鋁化的效果。Niwa et al. (2006) 指出，經由 EDTA 處理後的USY 沸石，有著非常強的布忍斯特酸基。Fan et al. (2006) 則 是將ZSM-5 沸石以檸檬酸、鹽酸處理，並與通蒸氣加熱 480℃後再浸 泡檸檬酸、鹽酸的沸石做比較，發現直接將沸石直接酸處理有去鋁化 的影響，仍然有非常強的酸基，而經過蒸氣加熱後的沸石效果更為顯 著。Yan et al. (2003) 使用硝酸和草酸來處理 USY 沸石以達到去鋁的 效果。另外，Stach et al. (1986) 提到，經由熱或是水熱處理，也可以 達到去鋁化，而最常用的方法還是水熱處理，USY (ultrastable Y)沸石 也是經由此方法而修飾其矽鋁比、結構、酸性的一種沸石。Liu and Yan (2001) 將 USY 沸石以硝酸、檸檬酸處理來修飾其孔洞大小，發現可 能由於結構重組經過處理的沸石，微、中孔洞體積均有變大的現象，
並指出矽鋁比越高，酸的強度會有增加的現象。改質沸石之相關文獻 如表2-3；
表2-3 沸石改質矽鋁比之相關文獻比較
Type of Zeolite
Chemicals for modification
Treatment Method
Treatment
Effect References
USY H2C2O4、HNO3 Impregnation Dealuminum Yan et al.
(2003)
USY EDTA Impregnation、Ion
exchange
Strong Bronsted acid
Niwa et al.
HZSM-5 Hydrothermal 480℃ vapor Strong acid site
Fan et al.
(2006)
NH4-Y Hydrothermal 600℃ vapor Dealuminum Stach et al.
(1986)
NH4-Y Calcination 450℃ calcinated Dealuminum Yin et al.
(1996)
Natural
zeolite HCl、NaOH Ion exchange Large pore volume
Lee et al.
(1996)
SBA-15 PTA Impregnation Large pore
volume
Lapkin et al.
(2003)