奈米材料的表面修飾之影響 奈米材料的表面修飾之影響 奈米材料的表面修飾之影響
Kim 等人在“非均質多孔介質中高嶺石、石英和 pH 值對聚合物修飾零價鐵奈米顆粒傳輸 影響”的研究中發現，pH 值、存在於地下大小不等的地下介質與電荷的非均質性可能會影響 奈米零價鐵傳輸的機制(如圖 4.1.5.5 所示)，pH 值和表面的陰離子形式都會影響奈米鐵的聚合 及傳輸，當 pH<pHiep 時，奈米鐵的聚合可能導致吸附陰離子層變為帶正電荷的基礎粒子表 面。(Kim et al. 2012)。
圖 圖
圖圖 4.1.5.5 表面修飾的奈米表面修飾的奈米表面修飾的奈米表面修飾的奈米零價鐵在多孔介質中影響聚合和沈積的物理化學概念模型零價鐵在多孔介質中影響聚合和沈積的物理化學概念模型零價鐵在多孔介質中影響聚合和沈積的物理化學概念模型零價鐵在多孔介質中影響聚合和沈積的物理化學概念模型：：： (a)由： 由由由 於聚合物修飾奈米零價鐵靜電荷的減少
於聚合物修飾奈米零價鐵靜電荷的減少 於聚合物修飾奈米零價鐵靜電荷的減少
於聚合物修飾奈米零價鐵靜電荷的減少，，，使，使使 pH 下降以促進奈米零價鐵的聚合使 下降以促進奈米零價鐵的聚合下降以促進奈米零價鐵的聚合；下降以促進奈米零價鐵的聚合；；(b) 在低； 在低在低 pH在低 下下
下下，，，，邊緣帶正電荷的高嶺石或金屬氧化物質會增加沈積邊緣帶正電荷的高嶺石或金屬氧化物質會增加沈積邊緣帶正電荷的高嶺石或金屬氧化物質會增加沈積；邊緣帶正電荷的高嶺石或金屬氧化物質會增加沈積；；(c) 在低； 在低在低在低 pH 下下下下，，，，沈積後的顆粒所行沈積後的顆粒所行沈積後的顆粒所行沈積後的顆粒所行 成的聚合成的聚合
成的聚合成的聚合；；；；在低在低在低在低 pH 下下下下，，，，通過沈降和過濾空隙中形成的粘土聚合通過沈降和過濾空隙中形成的粘土聚合通過沈降和過濾空隙中形成的粘土聚合通過沈降和過濾空隙中形成的粘土聚合
奈米銀粒子接觸到銀結合的配位基，可以修飾表面組成的粒子及粒子聚合的速率及溶解 速率，半胱氨酸可提高粒子的溶解度，溶解度則取決於粒子的聚合狀態，和被吸附於半胱氨 酸的表面修飾；表面修飾、聚合和溶解都會影響整體的持久性和水懸浮液中的奈米銀材料的 組成，典型的奈米材料製造過程會含有有機塗層，研究發現塗上 PVP 塗層的粒子與塗上檸檬 酸塗層的粒子相較，其溶解度較差，造成這種現象的原因可能是 PVP 塗層粒子在水中半胱氨 酸分子的擴散較檸檬酸塗層的粒子慢(Gondikas et al. 2012)。
Xu 等人的一篇文獻回顧資料中提到，廢水處理技術的發展是全世界關注的焦點，由於氧 化鐵奈米材料有獨特的性能，如體積非常小、高表面積、高體積比、表面可變性、優異的磁 性和廣大的生物相容性，故其利用率已備受關注。使用改質及化學處理後奈米材料來去除有 機污染物，可提高其奈米材料的吸附力；文獻中提到，Zhang 等人使用碳包覆四氧化三鐵(Fe3O4
＠C)來去除 PHA，結果發現其效果較四氧化三鐵(Fe3O4)來的佳(如圖 4.1.5.6 所示)(Xu et al.
2012; Zhang et al. 2010)。
圖圖
圖圖 4.1.5.6 Fe3O4/C 與與與與 Fe3O4降解降解降解降解 PHA 圖圖圖圖
Jin 等人使用十六烷基三甲基溴化銨來修飾四氧化三鐵(Fe3O4＠CTAB)進行 As(V)的吸 附，研究發現，Fe3O4＠CTAB 對於 As(V)的吸附效果較 Fe3O4還要來的佳(23.07 mg/g v.s 7.59 mg/g)，pH＝6 時，0.1g/L 的 Fe3O4＠CTAB 對於 As(V) (100 g/ L)的吸附效果超過 95％，pH＝
3-9 間，其吸附效果也有 90％；Fe3O4＠CTAB 在吸附/脫附 5 次循環後，Fe3O4＠CTAB 對於 As(V)的吸附還可達 80％以上(圖 4.1.5.7)。研究中也有試著添加天然有機物(腐殖酸和海藻酸 鈉＞10mg/L)和陰離子(硫酸鹽、碳酸氫和矽酸鹽＞201mg/L、磷酸鹽 51mg/L)到 Fe3O4＠CTAB
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中，來測試添加後對於 As(V)的吸附效果是否有提高，但結果發現有添加天然有機物或陰離 子的 Fe3O4＠CTAB，對於 As(V)的吸附效果並沒有顯著的影響(Jin et al. 2012)。
圖圖
圖圖 4.1.5.7 Fe3O4與與與與 Fe3O4＠＠＠＠CTAB 吸附吸附吸附 As(V)示意圖吸附 示意圖示意圖示意圖
4.2 ISO / OECD 奈米科技 奈米科技 奈米科技 奈米科技 EHS 議題 議題 議題 議題
本章節之內容分為兩部分，第一部分為目前 ISO 發展之趨勢，此部分先探討已發表及正 在發展中的 ISO TC229 標準，各種標準可分為奈米物質 EHS、奈米物質的量測、奈米物質的 命名及奈米物質的規範等四大類，之後再針對已取得、國內可能可以發展的 ISO 標準作進一 步的回顧，內容涵蓋單壁與多壁奈米碳管的特性量測、雜質分析、奈米物質(奈米體、團粒與 聚集物)的物化特性分析以及應用紫外光-可見光-近紅外光吸收光譜儀測量單壁奈米碳管的技 術等。第二部分為 OECD 奈米科技 EHS 議題的回顧，此部分將著重在奈米物質的市場現況調 查、工程奈米物質風險評估的重要議題及奈米物質生命週期評估的各國活動。
環保署於民國 99~101 年國家奈米科技計畫下執行三項研究計畫進行 ISO 及 OECD 有關 奈米科技環境、健康、安全(EHS)議題發展趨勢及相關資訊的追蹤工作，發現世界上主要先進 國家與組織在奈米科技 EHS 的法規及標準指引方面已有許多進展，以下就過去三年所收集整 理的成果作簡要說明。未來在計畫執行時，建議環保署可依本文所列的國際發展趨勢作適當 調整，以加強國際合作的可能性。
4.2.1 已發表及發展中的已發表及發展中的已發表及發展中的已發表及發展中的 ISO TC229 標準草案標準草案標準草案 標準草案
ISO 在 2005 年成立 ISO TC 229 技術委員會，負責奈米物質標準的制(ISO TC229 網站)。
TC 229 下設四個工作小組分別為 JWG 1: Terminology and nomenclature，負責奈米物質的術語 及命名；JWG 2: Measurement and characterization，負責奈米物質的量測及特性分析；WG3:
Health, Safety and Environmental Aspects of Nanotechnologies，負責奈米物質的 EHS；WG4:
Material specifications，負責的奈米物質規範。
其中與奈米 EHS 有關的工作小組為 ISO/TC 229 WG3，其工作重點如下：
1. 控制奈米物質職場暴露的標準方法
2. 決定奈米物質相對毒性/危害性潛勢的標準方法 3. 奈米物質毒性篩選的標準方法
4. 判定奈米物質環境友善使用的標準方法 5. 確保奈米產品之產品安全的標準方法
至民國 101 年 11 為止，ISO/TC 229 已發表的 30 個標準，研究中的標準、指引及研究群 計畫(PG, project group)則尚有 15 個之多，有些 PG 才剛獲得委員會同意開始執行。在環保署 99 及 100 年度的環境奈米科技計畫中已回顧的 ISO 標準共七個，99 年度(蔡，100 年)回顧 ISO/TR 22411: 2008 (TC 159 發表)、ISO 15900: 2009 (TC 24/SC 4 發表)、ISO 12025 及 ISO/DIS 10808，100 年度(蔡，100 年)回顧 ISO/WD 27891 (TC 24/SC 4 發表)、ISO 10801:2010 及 ISO TR 13121:2011。在今年度的環境奈米科技計畫(蔡，101 年)則針對 ISO/TR 10929:2012、ISO/TS 10798:2011、ISO/TS 10868:2011、ISO/TS 11888:2011、ISO/TS 13278:2011 及 ISO/TR 13014:2012 等六篇標準作回顧。
ISO TC229 已發表及發展中的 30 個標準如下：