3-2 實驗架構及方法
3-2-2 實驗方法
按本章研究方法及實驗架構所述，本研究之實驗重點將可分為人 工原水配製、UF 薄膜通量實驗，並深入探討溶解矽於膜表面及纖維 層(Membrane supporting layer)中之累積情形。
實驗主要以矽酸濃度80 mg/l，UF 過濾時間過濾 5 小時、36 小時
此研究中矽酸濃度量測原理乃根據環檢所之公告檢測方法 中，水中矽酸鹽檢測方法－鉬矽酸鹽比色法來測定，其反應式如 下：
7 Si(OH)4 + 12 H6Mo7O24‧4 H2O → 7 H8Si(Mo2O7)‧28 H2O
當pH值接近 1.2 時，鉬酸銨會與水中的矽、磷反應而呈現黃 色，另外加入草酸或檸檬酸為了去除磷鉬酸的干擾，而不影響鉬 酸銨與矽酸之間的反應，且會與鉬酸銨產生反應的矽酸只有單矽 酸（monosilicic acid，Si(OH)4），所形成的矽鉬酸（silicomolybdic acid）呈黃色。
實際量測乃利用美國HACH公司製造、型號DR/4000 之分光光 度計，內建之Program 3350，偵測波長為 452 nm進行分析，偵測 矽酸濃度最大極限為100 mg-SiO2/L。
3-3 實驗材料 1. 矽酸鈉
使用林純藥公司生產之矽酸鈉(Na2SiO3‧9H2O)，於實驗中配 製所需矽酸濃度溶液之藥品，以配製模擬CMP廢水溶解矽酸濃度 所用。
2. 鉬酸銨藥包
鉬酸銨（(NH4)6MoO24‧4H2O）、酸性試劑及檸檬酸使用HACH 公司提供（編號24296-00）之矽酸量測藥包，水中的monosilicic acid 與鉬酸銨反應變色後以分光光度計（HACH DR/4000）測定，此藥 包內含鉬酸銨、酸劑及檸檬酸三種試劑。
3. 鹽酸
使用島久純藥公司製造之鹽酸（HCl），將濃度配製至 3 N 及 0.1 N，用於實驗調整操作酸鹼值所用。
4. 氫氧化鈉
使用Panreac 公司製造之氫氧化鈉（NaOH），將濃度配製至 3 N 及 0.1 N，用於實驗調整操作酸鹼值所用。
5. PVDF 薄膜
GE Osmonics，Sepa CF PVDF UF JW Membrane（Part Number：1155579），30 kDa，USA。
3-4 實廠 CMP 廢水與人工原水之比較
3-5 實驗設備及分析儀器 3-5-1 實驗設備
本研究實驗設備，主要包括人工原水儲槽、蠕動式泵浦、平板模 組、電子天平、可程式控制器（Program Logic Controller，PLC）及 PC 等（如圖 3-3）。
Mass balance Test
PLC
圖 3-3 實驗設備示意圖 1. 蠕動式泵浦
MasterFlex，型號為 7518-10
2. 平板模組（Cross-flow 式 UF 模組，如圖 3-4）
GE Osmonics SEPA CFII，Maximum Pressure 69 bar ，USA
圖 3-4 薄膜模組 3. 電子天平
台製，型號為7518-00，本實驗使用其量測濾過水量。
4. 可程式控制器
廠牌為Allen-Bradley，型號為 MicroLogix-1100，主要功用係 接收pH Meter 與電子天平傳回之類比訊號，並將其訊號傳至圖控 程式及PC 計錄；按圖控畫面輸入之時間參數控制蠕動式泵浦起停 動作。
5. 圖控程式及 PC
圖控程式係美國製，廠牌為Intouch，版本為 V7.1，主要功用 為操作者與PLC 溝通介面及資料收集分析系統（SCADA），例如：
顯示機械與儀表狀態、提供使用者參數值修改，本實驗中主要為 控制泵浦運轉時間及儀表數值記錄與繪圖（如圖 3-5）。
圖 3-5 圖控程式畫面 3-5-2 分析儀器
1. 分光光度計（Spectrophotometer）
為美國HACH公司製造、型號DR/4000 之分光光度計，內建 之Program 3350 可量測其矽酸濃度，偵測波長為 452 nm、偵測 矽酸濃度最大極限為100 mg-SiO2/L。
2. pH 測定計
為SCHOTT 公司製造、型號為 CG840 之酸鹼值量測器，可 測至小數點後第二位；實驗進行前必以pH 校正液校正後方可使 用。
3. 冷陰極式(Cold Cathode)電子槍場發射掃描式電子顯微鏡
為日本 JEOL 公司製造、型號為 JSM-6700F 使用加速電壓 為5 KV，放大倍率為 100 k。
4. X 光能量散譜儀（X-ray Energy Dispersive Spectrometer，EDS）
OXFORD INCA ENERGY 350；UK，用以分析定性與定量 微區元素。
5. 化學分析能譜儀
（Electron spectroscopy for chemical analysis system，ESCA）
主要是藉由量測 X 光光電子能譜來分析材料表面各種元素 的 化 學 狀 態 ， 也 可 以 稱 之 為 X 光 光 電 子 能 譜 儀 （ X-ray photoelectron spectrometer，其英文縮寫為 XPS），用以分析材料 之表面元素與特性組成及利用光子蝕刻技術（etching）不同縱深 斷面（depth profile）之材料特性。