具有助色基團(Anxochrome)，其會影響染料的色光，如-SO3Na、-OH、-NH2、 -SO3H、-COOH【7】。
三苯甲烷類(Triphenylmethyl)染料，是以三苯環連接甲烷為母體的染料，
如圖 2.1。三苯甲烷染料具有鮮豔色澤、著色力高等優異特點，且其化學 活性高，但缺點就是耐曬性與耐洗度欠佳造成褪色。三苯甲烷染料對於生 物及人體具有細胞毒性、致癌性(Carcinogenicity)及遺傳毒性(genotoxicity) 等危害，例如孔雀石綠 (Malachite Green, MG)會抑制海藻的生長，對魚類 有致命的毒性，且對人體口腔產生毒性々而結晶紫
(
Crystal Violet,CV)
則會 對人體造成噁心、腸胃炎、黏膜潰瘍等傷害【8-11】，因此有效的去除三苯 基甲烷類染料有其研究之必要性。圖 2.1 三苯甲烷母體結構
2-1-2 染整廢水之特性與危害
染整廢水係指染整工廠製程中，所排放之混合廢水。典型染整業流程 包括前處理程序所排放的退漿、煉精、漂白、絲光廢水々染色過程排放的 染色廢水々印染階段排放的印花廢水、助劑、皂洗及水洗廢水等【12】。
而依據國內環保署公告之染整業的製程廢水概分為三類，包括(一)印花、
梭織布染整者々(二)筒紗、絞紗染色、針織布及不織布染整者々(三)整理、
紙印花、刷毛、剪毛、磨毛及非屬前二類者。上述染整廢水之常見特性有〆 水質變化大々高酸、鹼、鹽度及泡沫々高溫度々高色度々高化學需氧量等。
2-2 染料廢水處理技術
高級氧化程序(Advanced Oxidation Processes々AOPs)係利用氫氧自由 基(OH˙)及高反應性物種(HO2˙、H˙、O2－˙與 O3－˙)為主要的氧化劑，將汙 染物分解及礦化的氧化程序，主要應用於毒性高及生物難分解的物質
【18-19】。常見之 AOPs 分為光化學程序(Photochemical)及非光化學程序 (Non-Photochemical) 兩 種 ， 光 化 學 程 序 有 UV oxidation processes 、 Photo-Fenton、Photocatalysis、Sonophotocatalysis、Vacuum UV (VUV)與 Microwave 等方式々非光化學程序則有 Ozonation、Fenton、Ultrasound(US)
等方式【20】。光化學程序當中的異相光催化氧化程序在 1970 年代開始受
Honda Fujishima 發現以光觸媒半導體二氧化鈦(TiO2)單結晶電極與白金電 極，可以直接將水光解生成氫氣(H2)，異相光催化氧化技術引起各界的興
在研究偏向可見光觸媒發展，如在 TiO2中加入金屬 Pt、Au、Ag 等金屬【24】、 鹵氧化鉍【25】、釩酸鉍【26】。
2-3 水楊酸工業應用及汙染
工業廢水中重要有機化合物包括染料，酚，氯酚，脂族醇，芳族化合 物，聚合物和羧酸，水楊酸為酚，水楊酸是重要的藥物的前體主要用於生 產藥物(如〆阿司匹林)和水楊酸的酯類跟鹽類，用於製造防曬霜及藥物，
對於 SA 產品的全球市場在 2012 年為 2.9 億美元，估計將以 8.6％的年增 幅，到 2019 年預計將達到 5.2 億美元，可見其在全球使用量是非常可觀的
【27,28】。然而水楊酸
(
Salicylic acid,SA)
具有耳毒性作用，能誘發缺鋅的 人短暫聽力受損，如果吞嚥，吸入或通過皮膚吸收其還會引起胎兒畸形和 中樞神經系統抑制。水楊酸已被確定為一個水污染物來源於造紙、化妝品 等工業【29】。且其同分異構物羥基苯甲酸是在橄欖油、釀酒等相關行業中一個很常見的各種農工廢水，它被發現是特別有毒的和難以用厭氧生物 處理【30】，因此有研究者對降解水楊酸有極大的興趣，以動力學氧化技 術來有效地處理受水楊酸污染物的廢水和地下水。
2-4 碘氧化鉍
3Bi7O9I3(s) + 2OH− → 7Bi3O4I(s) + 2I− + H2O (4) 5Bi3O4I(s) + 2OH− → 3Bi5O7I(s) + 2I− + H2O (5)
並以不同晶形複合 GO (grapheme oxide)跟 g-C3N4 (graphitic carbon nitride)，
來提升光催化效率。 BiVO4複合還原 GO【45】、Ag3PO4 複合還原 GO【46】等，複合還原 GO 主要目的是要將光催化產生的電子導開，光催化反應是利用半導體觸 媒照光產生光生電子電洞來進行，但光生電子電洞有重組的機率，當電子
被導開至還原 GO 上，那重組機率將大大下降，使光觸媒有更佳光催化效 率。在研究中 GO 的還原有許多方法，如光還原法【46】、化學還原法【45】、
電化學還原法、熱還原法【44】，依複合性質不同可採用不同方法。本研 究是以 Hummers 和 offerman 法合成出氧化石墨烯【46】，可以看到圖 2.2 中由多層石墨經強烈氧化作用行成氧化石墨烯，並用水熱還原法將碘氧化 鉍複合至石墨烯上，讓此光觸媒有更低的能帶間隙，和更好的電子電洞傳 遞，減小光觸媒重組率，期望在可見光下能有效降解結晶紫染料。
圖 2.2 石墨及氧化石墨烯(GO)示意圖
2-6 石墨相碳氮化合物 (g-C 3 N 4 )
近年來發現 g-C3N4、g-BN
(graphitic boron nitride)
等非金屬半導體材 料，而且它們有的如石墨般的薄層結構，因此受到許多的注目【47,48】。g-C3N4其能帶位於 2.7 eV 左右，所以其本身就是可見光觸媒，可以直接光 降解有機汙染物，但是其光催化活性因光生電子電洞重組率高而受限，因 此有眾多的 g-C3N4複合其他異質光觸媒的研究發表，以產生異質結構複合
光觸媒，更快分離光生電子電洞，增加光催化效率【48】。
g-C3N4研究主要分為兩區塊，一是其複合之材料，一是其光降解應 用，在異質複合材料分為複合無金屬材料(Metal free)、金屬氧化物(Metal
oxides)、金屬硫化物(Metal sulfide)、複合氧化物(Composite oxides)、鹵氧 化鉍(BiOX)、鹵化銀(AgX)、貴金屬(Noble metal)等【49】，g-C3N4在光降 解應用非常廣泛，其中排放廢水之有機汙染物處理，是影響我們水資源甚 深，因此致力於此相關研究。鉍氧化物的特殊片狀結構，受到我們的關注，
近期 g-C3N4跟鉍氧化物複合相關研究有 BiOBr/ g-C3N4【50】、Bi2WO6/
g-C3N4【51】、Bi2MoO6/ g-C3N4【52】等，本研究之 g-C3N4是以三聚氰胺 在馬弗爐(Muffle Furnace)內鍛燒 540℃合成，如圖 2.3 清楚說明變化過程
【53】，之後將 BiOxIy跟 g-C3N4進行複合，讓兩個光催化效果良好的觸媒 複合，希望能使光催化反應變得更好，能更加有效率的處理有機汙染物。