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第五章 結論與建議

5.1 結論

本論文為探討磁性觸媒應用於處理染料RB5 之研究,論文中先探討二 氧化矽包覆於 Fe3O4 的反應條件,進ㄧ步將觸媒 SiO2/Fe3O4 與臭氧搭配應 用,處理反應性偶氮染料RB5,並探討觸媒的回收與重覆使用性。

根據其結果可歸納如下:

1. 由 BET 數據可得知,Fe3O4的比表面積為18.06 m2/g,經包覆 SiO2後比 表面積增為114.02 m2/g,由此得以驗證 SEM 之結果,觸媒表面並非平整 包覆。

2. 由 FT-IR 分析可明顯確認二氧化矽有成功的鍵結於 Fe3O4 上,且當 SiO2/Fe3O4長時間(144 小時)存在於水中,並不會發生崩解的現象。

3. 由 XRD 分析可看出,磁性顆粒經過合成程序前後,磁性觸媒還是具有 Fe3O4的基本晶相。

4. 由 VSM 分析可以得知磁性顆粒在合成 SiO2後,飽和磁化量從62 emu/g 下降至40 emu/g,可以推測是因為非磁性物質的二氧化矽佔據了觸媒一 定比例。

5. 由總成份分析可以得知每份的磁性觸媒 SiO2約佔據26.2 w%,這正好驗 證了磁性觸媒飽和磁化量的下降。

6. 由 Zeta potential 分析可以得知,磁性觸媒表面的等電位點為 2.8 左右,

與文獻上的2~3 是相當的。

7. 當反應器是使用磁石攪拌時,因使用長期磨耗觸媒之反應系統,所以會

題,因此本實驗所合成之觸媒,並不適合用於直接接觸且長期磨耗這類

16. 在觸媒添加量對反應程序之探討中,得知在添加觸媒(0.04 g/L)後,反應 速率常數從沒有添加觸媒的 0.0122 上升至 0.0242,但是當添佳量(g/L) 由 0.14 上升至 0.2 時,速率常數由 0.0331 下降至 0.0262,發生類似抑 制的現象,主要是因為添加過多的觸媒,會反向捕捉氫氧自由基,導致 反應速率下降。

17. 反應進行時不論觸媒添加量的多寡為何,其過氧化氫累積均為一定值,

因為反應速率已被觸媒催化到極大值,故過量的添加觸媒也不具有額外 的作用。

18. 在過氧化氫添加量對反應程序之探討中,當添加量由無提升至 0.6×10-4 mol/min 時,反應速率常數也由無添加的 0.0113 上升至 0.0420,但當添 加量再持續增加時,其數值卻無明顯變化,因為過量的過氧化氫會反向 捕捉臭氧與氫氧自由基,限制反應速率。

19. 低濃度時其過氧化氫的濃度累積情形並不明顯,但隨著過氧化氫添加濃 度提升,可以明顯看出其累積的濃度也有所增加,但當反應進行至後半 段時,可以看到其累積濃度下降情形。

20. 不論混合方式為何,重複數次後其降解趨勢均是相同,因臭氧分子與特 定關能基有優異的反應速率,故導致此現象。

21. 使用磁石攪拌進行混合的實驗,經過數次的使用後,長時間磨耗觸媒表 面,使表面之二氧化矽剝落,導致其催化效果會大幅度的下降。

22. 使用馬達攪拌的混合方式,可明顯看出其觸媒其催化能力,並未因重複 使用而出現明顯衰退,而在回收方面,利用外部磁場加以回收,約可回 收>90 %。