3-1 化學藥品
1. 六水合硝酸釤：Samarium(III) nitrate hexahydrate，99.9%，Alfa Aesar 2. 1,2,4,5-苯四甲酸：1,2,4,5-Benzenetetracarboxylic acid，96%，Alfa Aesar 3. 正辛醇：1-Octanol，99%，Alfa Aesar
4. 耐綸膜：nylon，直徑 47 mm，孔洞大小 0.2 μm，拓生科技有限公司
5. 聚四氟乙烯膜：poly(tetrafluoroethylene)，PTFE，hydrophilic，直徑 47 mm，
孔洞大小0.2 μm，拓生科技有限公司
6. 聚硫醚膜：poly(ether sulfone)，PES，直徑 47 mm，孔洞大小 0.1 μm，拓生科 技有限公司
7. 聚(二氟亞乙烯)膜：poly(vinylidene fluoride)，PVDF，直徑 47 mm，孔洞大小 0.2 μm，拓生科技有限公司
8. 聚丙烯膜：polypropylene，PP，直徑 47 mm，孔洞大小 0.1 μm，拓生科技有 限公司
9. 孟加拉玫紅：4,5,6,7-tetrachloro-2',4',5',7'-tetraiodofluorescein, Rose Bengal
3-2金屬有機骨架粉體之製備
3-2-2 非均相反應製備
1. 將 30 毫升正辛醇倒入 100 毫升燒杯中，再秤取 0.254 克 1,2,4,5-苯四甲酸加 入上述燒杯中，加熱攪拌至完全溶解。
2. 將 30 毫升去離子水倒入 100 毫升圓底瓶中，再秤取 0.445 克六水合硝酸釤加 入其中，搖晃至溶解。
3. 將步驟 1 之溶液倒入步驟 2 之圓底瓶中。
4. 以 50℃迴流反應 22 小時。
5. 抽氣過濾蒐集粉體，並在抽氣過濾時以乙醇潤洗多次。
6. 以烘箱 60℃烘至粉體完全乾燥。
3-3 金屬有機骨架薄膜之製備
3-3-1 PP 膜為基板之 Sm-MOF 薄膜製備
1. 將 PP 膜夾於非均相薄膜反應器中間，反應裝置如圖 3-1 所示。
圖 3-1 非均相薄膜反應裝置示意圖及實際照片
2. 在反應器外層注入水，並在兩側的內層及外層各放置一顆攪拌子。
10. 將烘乾之 PVDF 膜再次夾於非均相薄膜反應器中間。
5. 加熱外層水浴至 50℃。
3-4 染料吸附
3-4-1 粉體吸附
1. 秤取 0.01 克非均相反應合成之 Sm-MOF 粉體放入各個 10 毫升試管中。
2. 將 5 毫升已知濃度𝐶0之RB 溶液分別加入各個試管，並將試管的蓋子蓋上。
3. 試管外部以鋁箔紙包住，攪拌溶液 15 小時候停止，放置等待粉體沉澱。
4. 將上方溶液收集並以 UV-vis 光譜儀測量 RB 之濃度𝐶𝑒。 5. 根據下方公式計算吸附量𝑞𝑒：
𝑞𝑒 = (𝐶0− 𝐶𝑒) × 𝑉 𝑀
𝑞𝑒 (mg/g)為平衡時之吸附容量；𝑀 (g)為吸附劑之重量；𝑉 (ml)為 RB 溶液 之體積。
6. 將𝑞𝑒對𝐶𝑒做圖，得到吸附等溫線圖。
3-4-2 薄膜吸附
1. 以圓規刀將鋁膠帶裁剪成外徑 2 公分，內徑 1 公分之同心圓，並將其貼於待 測之薄膜上。
2. 將適量之 AB 膠抹於鋁膠帶內圓及薄膜之交界處，並置於 50℃烘箱至 AB 膠 乾燥。
3. 將步驟 1 的薄膜放於端點過濾裝置中，裝置如圖 3-2 所示。
圖 3-2 端點過濾裝置
4. 配置 300 毫升 2.5 ppm 之孟加拉玫紅水溶液並倒入裝置中。
5. 調節裝置內壓力(用氮氣)至 60 psi。
6. 收集滲透之溶液，紀錄收集體積並以 UV-Vis 裝置量測孟加拉玫紅濃度。
7. 薄膜吸附器之薄膜透性(permeance)根據以下公式計算：
𝑃 = 𝑉𝑓𝑒𝑒𝑑,𝑖− 𝑉𝑓𝑒𝑒𝑑,𝑓 𝛥𝑡 × 𝐴 × 𝛥𝑝
𝑃 (L/h-m2-bar)為薄膜透性；𝑉𝑓𝑒𝑒𝑑,𝑖 (L)為溶液原始體積；𝑉𝑓𝑒𝑒𝑑,𝑓 (L)為溶液剩 下之體積；𝛥𝑡 (h)為操作時間；𝐴 (m2)為薄膜之有效吸附面積；𝛥𝑝 (bar)為薄 膜上下之壓力差。
3-5 檢測設備
掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscope, SEM)
掃描式電子顯微鏡是利用電子槍產生高能電子束，透過電磁透鏡組將電子數 聚焦至樣品上，再利用掃描線圈偏折電子束，在樣品表面上做二度空間的掃瞄。
偵測器接收產生的二次電子及背向散射電子訊號後，產生樣品表面之圖像。本研 究分析所使用的SEM 廠牌為 Hitachi，型號為 S-4800。使用的電壓為 10 kV，電 流為10 μA。粉體樣品在拍攝前先鍍白金；薄膜樣品在拍攝前先鍍金 90 秒。
能量散佈光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer, EDS)
能量散佈光譜儀的作用原理是：利用原子的內層電子受到電子束的激發而脫
X 光繞射儀(X-ray diffraction, XRD)
X 光繞射儀是將 X 光射入具有結晶性的材料，材料晶格內的層間距會對特 定角度產生布拉格繞射，使得能量疊加，偵測器進而收到較強的訊號。將入射角 度與訊號強度繪製成圖，再與 粉末繞射標準連合委員會(Joint Committee on Powder Diffraction Standard, JCPDS)所出版的粉末繞射檔(Powder diffraction file, PDF)比對，即可分析樣品的晶相。本研究分析所用的 XRD 廠牌為 Rigaku，型號 為Ultima IV，以銅靶為靶材，其波長 Kα = 1.541838 Å。量測電壓為 40 kV，電 流40 mA，角度掃描速率 2° 2θ/min，以 0.02°為間隔收集 5 至 50°之訊號。
紫外光-可見光譜儀(Ultraviolet-visible spectrometers, UV-vis)
紫外線/可見光分光光譜儀是一種分析物質對紫外光-可見光區段的光吸收 強度的儀器。在分光光度計中，將不同波長的光連續地照射到一定濃度的樣品溶 液時，便可得到與眾不同波長相對應的吸收強度。用紫外光源測定無色物質的方 法，稱為紫外分光光度法；用可見光光源測定有色物質的方法，稱為可見光光度 法。以Beer-Lambert 定律為基礎，利用偵測物質對光的吸收度來得知物質的濃度 變化。本研究所使用的UV-Vis 廠牌為 CARY，型號為 300nc。偵測孟加拉玫紅溶 液濃度的光為雙光束光，波長為 550 nm，帶寬(bandwidth)為 1.5 nm，偵測時間 0.1 秒。
接觸角儀(Contact angle system)
接觸角儀為量測液體與固體表面親和性的表現。將液滴滴於材料的表面，液 體會因其本身之表面張力及對材料表面附著程度的差別呈現不同的接觸角度。透 過量測液滴在表面上的接觸角可以判斷材料與液體的親和性。本研究所使用之接 觸角儀廠牌型號為FTA125。實驗中使用的液體為水，使用針筒每次約滴 6 μL。