第四章 特性分析
4.6 紅外線光譜分析儀
以紅外線光譜法來研究物質分子對紅外線輻射的吸收特性，以壓片法將 細粉裝入模具，成錠片狀進行分析。紅外線光譜圖縱軸為透光度T%，橫軸是 波數單位為cm-1，由於波鋒800cm-1以下之伸縮振動不明顯，探討範圍為4000 至800cm-1。圖4-6、圖4-7為綠茶粉(GTP)與蒸洗綠茶粉(SGTP)吸附前後之光 譜圖，以主要吸收帶加以判斷，分析官能基變化，如圖4-8，在GTP與SGTP 之吸附前、後之圖譜，有強而寬的O-H伸縮吸收，O-H基在3950至3650cm-1 區間產生很強的吸收峰，判斷為O-H基之存在，N-H基的伸縮震動出現在此 範圍內，與O-H基伸縮震動重疊，但峰形較尖瑞；而脂肪族的C=C伸縮震動 吸收，出現在1647至1450cm-1，其強度一般且與分子的對稱性及鄰近基的差 異大小有關；C-O的伸縮震動在1300至1000cm-1區間產生很強的吸收峰，用 於判斷C-O的存在，以鑑定醇、醚、酸、酯，而在醇的振動為1160至1143cm-1，
判斷為醇。
由表 4-2 列出吸附劑存在之官能基，綠茶粉經前處理後並無明顯之差 異，而 GTP 和 SGTP 吸附後分別在 OH 和 N-H 的伸縮、C-H 的伸縮、C=C 烯、C=C 芳香環等吸收峰有增加的現象，主要官能基可為 O-H 和 N-H 的伸 縮，而實驗後之 SGTP 則出現 C=C 醛、酮、酸、酯的波峰，由此判斷可能 為吸附染整廢水後產生之變化。推估O-H 基與茶葉中之主要成份兒茶素的結 構物相同，在茶類中之主要之官能基為O-H、C-H、C=C、C-O、C-N。Uddin 等人(2009)也在廢棄茶葉中發現相同官能基，如 O-H、N-H、C-O。
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第五章結果與討論
5.1 動力吸附試驗之結果
本研究以紅茶葉、綠茶葉以及椰子葉依照不同前處理方式蒸氣洗、酸洗 和鹼洗共九種吸附劑分別比較其吸附效能。研究實驗發現，其九種吸附劑吸 附效能皆有極佳的吸附效果
5.1.1 蒸氣洗吸附材吸附試驗
以蒸氣洗之紅茶葉粉(PBTP)、綠茶葉粉(PGTP)、椰子葉粉(PCLP)，來做 為吸附材之比較，實驗以 1000 ppm 的一溴二苯醚以及二溴二苯醚 10 c.c 加至 1L 水溶液中，但由於多溴聯苯醚難溶於水溶液中，固 1L 水溶液一溴二苯醚 或二溴二苯醚濃度會低於10 ppm，並加入定量之吸附材 0.01 g 分別檢測在不 同時間下之吸附效能，檢測時間分別為 30 s、60 s、120 s、180 s、240 s、360 s、600 s、1200 s，探討各吸附材與時間的關係，並取得吸附材的平衡時間，
其結果顯示，吸附效能會隨著時間增加而提升，在十分種之後其吸附效能會 趨近於平衡，並且各個吸附材的吸附效果皆有極佳的反應，考量到後續的實 驗，故吸附時間調整以十分鐘為基礎進行試驗，並比較其時間對吸附劑的變 化，其實驗結果顯示，吸附材之吸附效能皆能達到90%以上，在吸附材吸附 一溴二苯醚以及二溴二苯醚節有極佳的效果。
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0 200 400 600 800 1000 1200 1400
q (mg/g) PGTP
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
q (mg/g) PCLP
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0 200 400 600 800 1000 1200 1400
q (mg/g )
PBTP0 200 400 600 800 1000 1200 1400
PGTP
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
q (mg/g) PCLP
5.1.2 酸洗吸附材吸附試驗
以酸洗之紅茶葉粉(ABTP)、綠茶葉粉(AGTP)、椰子葉粉(ACLP)，來做 為吸附材之比較，實驗以 1000 ppm 的一溴二苯醚以及二溴二苯醚 10 c.c 加至 1L 水溶液中，但由於多溴聯苯醚難溶於水溶液中，固 1L 水溶液一溴二苯醚 或二溴二苯醚濃度會低於10 ppm，並加入定量之吸附材 0.01 g 分別檢測在不 同時間下之吸附效能，檢測時間分別為30 s、60 s、120s、180 s、240 s、360 s、600 s、1200 s，探討各吸附材與時間的關係，並取得吸附材的平衡時間，
其結果顯示，吸附效能會隨著時間增加而提升，在十分種之後其吸附效能會 趨近於平衡，並且各個吸附材的吸附效果皆有極佳的反應，考量到後續的實 驗，故吸附時間調整以十分鐘為基礎進行試驗，並比較其時間對吸附劑的變 化，其實驗結果顯示，吸附材之吸附效能皆能達到90%以上，在吸附材吸附 一溴二苯醚以及二溴二苯醚節有極佳的效果。
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0 200 400 600 800 1000 1200 1400 ABTP
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
AGTP
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
q (mg/g) ACLP
5.1.3 鹼洗吸附材吸附試驗
以鹼洗之紅茶葉粉(BBTP)、綠茶葉粉(BGTP)、椰子葉粉(BCLP)，來做 為吸附材之比較，實驗以 1000 ppm 的一溴二苯醚以及二溴二苯醚 10 c.c 加至 1L 水溶液中，但由於多溴聯苯醚難溶於水溶液中，固 1L 水溶液一溴二苯醚 或二溴二苯醚濃度會低於10 ppm，並加入定量之吸附材 0.01 g 分別檢測在不 同時間下之吸附效能，檢測時間分別為30 s、60 s、120s、180 s、240 s、360 s、600 s、1200 s，探討各吸附材與時間的關係，並取得吸附材的平衡時間，
其結果顯示，吸附效能會隨著時間增加而提升，在十分種之後其吸附效能會 趨近於平衡，並且各個吸附材的吸附效果皆有極佳的反應，考量到後續的實 驗，故吸附時間調整以十分鐘為基礎進行試驗，並比較其時間對吸附劑的變 化，其實驗結果顯示，吸附材之吸附效能皆能達到90%以上，在吸附材吸附 一溴二苯醚以及二溴二苯醚節有極佳的效果。
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0 200 400 600 800 1000 1200 1400
BBTP
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
BGTP
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 BCLP
5.1.4 蒸氣洗吸附材吸附量之影響
以比較蒸氣洗之紅茶葉粉(PBTP)、綠茶葉粉(PGTP)、椰子葉粉(PCLP)，
在不同吸附劑量下，也具有高吸附能力，以0.002g/L 來進行試驗，如圖所示，
各個吸附材在減少吸附劑的數量下，吸附效果仍然高達90%以上，其明顯表 示，各吸附材對於吸附一溴二苯醚以及二溴二苯醚具有非常高的效能，在實 驗上有具有非常高商業效益，有以少量的吸附劑即達到高去除率的功能，在 其效能上各吸附劑皆有90%以上去除率，比較起來綠茶葉粉的吸附效能大於 其他兩種茶葉，實驗結果可以顯示，所有吸附材於一分鐘時，即已將水中之 汙染物去除達90%以上，在六分鐘時，吸附已達到平衡階段，而其紅茶葉粉 以及椰子葉粉上最高吸附率可以達到95%，而綠茶葉粉最高吸附率可以達到 97%以上。
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5.1.5 酸洗吸附材吸附量之影響
以比較酸洗之紅茶葉粉(ABTP)、綠茶葉粉(AGTP)、椰子葉粉(ACLP)，
在不同吸附劑量下，也具有高吸附能力，以0.002g/L 來進行試驗，如圖所示，
各個吸附材在減少吸附劑的數量下，吸附效果仍然高達90%以上，其明顯表 示，各吸附材對於吸附一溴二苯醚以及二溴二苯醚具有非常高的效能，在實 驗上有具有非常高商業效益，有以少量的吸附劑即達到高去除率的功能，在 其效能上各吸附劑皆有90%以上去除率，比較起來綠茶葉粉的吸附效能大於 其他兩種茶葉，實驗結果可以顯示，所有吸附材於一分鐘時，即已將水中之 汙染物去除達90%以上，在六分鐘時，吸附已達到平衡階段，而其紅茶葉粉 以及椰子葉粉上最高吸附率可以達到95%，而綠茶葉粉最高吸附率可以達到 97%以上。
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5.1.6 鹼洗吸附材吸附量之影響
以比較鹼洗之紅茶葉粉(BBTP)、綠茶葉粉(BGTP)、椰子葉粉(BCLP)，
在不同吸附劑量下，也具有高吸附能力，以0.002g/L 來進行試驗，如圖所示，
各個吸附材在減少吸附劑的數量下，吸附效果仍然高達90%以上，其明顯表 示，各吸附材對於吸附一溴二苯醚以及二溴二苯醚具有非常高的效能，在實 驗上有具有非常高商業效益，有以少量的吸附劑即達到高去除率的功能，在 其效能上各吸附劑皆有90%以上去除率，比較起來綠茶葉粉的吸附效能大於 其他兩種茶葉，實驗結果可以顯示，所有吸附材於一分鐘時，即已將水中之 汙染物去除達90%以上，在六分鐘時，吸附已達到平衡階段，而其紅茶葉粉 以及椰子葉粉上最高吸附率可以達到95%，而綠茶葉粉最高吸附率可以達到 97%以上。
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5.1.7 蒸氣洗吸附材之實廠廢水吸附試驗
實驗以南部某工業區廢水來進行試驗，因取回之廢水中，溴化阻燃劑之 濃度過於偏低，於實驗室自行添加一溴二苯醚以及二溴二苯醚做為實驗之使 用，使用之吸附劑為蒸氣洗之紅茶葉粉(PBTP)、綠茶葉粉(PGTP)、椰子葉粉 (PCLP)，實廠廢水中具有較多不確定之因子，所測得之導電度為 908 μS/cm pH 值為 8.8，且實驗室模擬水流動之狀態，以便達到最佳的實驗效果，實驗 結果顯示，各吸附材均有很好的吸附效能，不論是在實廠廢水中或是實驗是 自行調配之水，各吸附材的吸附百分比皆有達到90%以上的效能，但因水中 具有少數不確定之因子，所以使得吸附的效能微小的降低，亦不會影響很大 的實驗結果。
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5.1.8 酸洗吸附材之實廠廢水吸附試驗
實驗以南部某工業區廢水來進行試驗，因取回之廢水中，溴化阻燃劑之 濃度過於偏低，於實驗室自行添加一溴二苯醚以及二溴二苯醚做為實驗之使 用，使用之吸附劑為蒸氣洗之紅茶葉粉(ABTP)、綠茶葉粉(AGTP)、椰子葉粉 (ACLP)，實廠廢水中具有較多不確定之因子，所測得之導電度為 908 μS/cm pH 值為 8.8，且實驗室模擬水流動之狀態，以便達到最佳的實驗效果，實驗 結果顯示，各吸附材均有很好的吸附效能，不論是在實廠廢水中或是實驗是 自行調配之水，各吸附材的吸附百分比皆有達到90%以上的效能，但因水中 具有少數不確定之因子，所以使得吸附的效能微小的降低，亦不會影響很大 的實驗結果。
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5.1.9 鹼洗吸附材實廠廢水吸附試驗
實驗以南部某工業區廢水來進行試驗，因取回之廢水中，溴化阻燃劑之 濃度過於偏低，於實驗室自行添加一溴二苯醚以及二溴二苯醚做為實驗之使 用，使用之吸附劑為鹼洗之紅茶葉粉(BBTP)、綠茶葉粉(BGTP)、椰子葉粉 (BCLP)，實廠廢水中具有較多不確定之因子，所測得之導電度為 908 μS/cm pH 值為 8.8，且實驗室模擬水流動之狀態，以便達到最佳的實驗效果，實驗 結果顯示，各吸附材均有很好的吸附效能，不論是在實廠廢水中或是實驗是 自行調配之水，各吸附材的吸附百分比皆有達到90%以上的效能，但因水中 具有少數不確定之因子，所以使得吸附的效能微小的降低，亦不會影響很大 的實驗結果。
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5.1.10 離子強度之影響
本實驗以改變離子強度來做為吸附試驗之基準，使用之吸附劑為蒸氣洗 之紅茶葉粉(PBTP)、綠茶葉粉(PGTP)、椰子葉粉(PCLP)，為提高吸附效能，
故改變離子強度來進行試驗，其目的為改變溶液之離子強度觀察其吸附效 果，實驗結果顯示，離子強度的增強有助於提升吸附能力，吸附能力增強至 95%以上，如圖所示，離子強度增強為 0.025M 時，吸附效能可達到最佳階段。
14 16 18 20 22 24
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
1strun 2ndrun 3rdrun
q(mg/ g)
Ionic Strength(M)
PBTP 0.1g/L
4'-4BDPE 1.64ppm(NaClO4=0M) 4'-4BDPE 1.89ppm(NaClO4=0.01M) 4'-4BDPE 2.31ppm(NaClO4=0.025M) 4'-4BDPE 2.40ppm(NaClO4=0.05M) 150rpm 6min
圖5-19 不同離子強度下蒸氣洗紅茶葉粉對二溴之吸附效能
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4'-4BDPE 3.25ppm(NaClO4=0M) 4'-4BDPE 3.71ppm(NaClO4=0.01M) 4'-4BDPE 3.92ppm(NaClO4=0.025M) 4'-4BDPE 3.79ppm(NaClO4=0.05M) 150rpm 6min
4'-4BDPE 3.46ppm(NaClO4=0M) 4'-4BDPE 3.58ppm(NaClO4=0.01M) 4'-4BDPE 3.69ppm(NaClO4=0.025M) 4'-4BDPE 3.68ppm(NaClO4=0.05M) 150rpm 6min
圖5-21 不同離子強度下蒸氣洗椰子葉粉對二溴之吸附效能 圖5-20 不同離子強度下蒸氣洗綠茶葉粉對二溴之吸附效能
5.2 平衡吸附試驗
5.2.1 不同吸附材之平衡吸附試驗
利用三種不同之吸附材(紅茶、綠茶、椰子葉)以及利用蒸氣洗處理方法，
利用三種不同之吸附材(紅茶、綠茶、椰子葉)以及利用蒸氣洗處理方法，