第四章 結果與討論
4.3 電化學液相降解及礦化實驗
4.3.4 電化學液相礦化率分析
藉由電極降解效能分析實驗，探討 Co-Fe/Al 氧化電極於電化學降 解 TCS 過程中，副產物生成情形。本實驗濃度參考電化學液相降解 實驗，以 9 mg/L 為初始濃度，電位坡降為 2 V/cm，pH 值控制於 3，
進行 SPS 及 PMS 濃度對於礦化結果之比較，由於 SPS 及 PMS 受 Co-Fe/Al 氧化電極催化效果之差異，SPS 於 24 hr 進行礦化實驗，而 PMS 於 5 分鐘進行礦化實驗，實驗結果如圖 4.14 及圖 4.15 所示，原 始數據如附錄 E。礦化率及降解率定義如下:
β = 𝑇𝑂𝐶0− 𝑇𝑂𝐶𝑅 𝑇𝑂𝐶0 式中
β: TCS 礦化率 (mineralization efficiency) TOC0:起始 TCS 之 TOC 值
TOCR:處理後系統之 TOC 值
礦化實驗主要探討氧化劑劑量對於礦化效率影響，由圖 4.14 可發現，
當不添加氧化劑時，電位坡降 2 V/cm 之條件下，礦化率達 7.8 %，以 此作為 SPS 礦化實驗之控制組，另比較 SPS 濃度之影響，其濃度分 別為 0.2 mM、0.5 mM、1 mM、2 mM，在電位坡降為 2 V/cm，經過 24 小時後，礦化率分別達 23.8 %、35.4 %、65.3 %、54.5 %，然其 TCS 液相降解率則分別為 42.5 %、57.3 %、87.4 %、72.3 %，由此可
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圖 4.14 SPS 濃度對礦化效果影響([TCS]0=9 mg/L, 24hr, 2 V/cm)
圖 4.15 PMS 濃度對礦化效果影響([TCS]0=9 mg/L, 5 min, 2 V/cm) 發現在電化學反應過程中，有副產物之產生，TCS 在反應過程中會被 降解為其他形式之物質，此外濃度提升對於礦化效果確實有所增益。
圖 4.15 為 PMS 作為氧化劑之實驗組，由於 PMS 之催化效果較強，
因此，在電位坡降參數選擇上，選用 1 V/cm 作為其礦化實驗參數，
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處理時間為 5 分鐘，當不添加氧化劑時，其礦化率達 5.6 %，以此作 為 PMS 礦化實驗之控制組，另比較 PMS 濃度之影響，於濃度為 0.1 mM、0.25 mM、0.5 mM、1 mM，其礦化率分別達 46.23 %、48.12 %、
86.23 %及 85.21 %，在 0.1~0.5 mM 範圍下，其礦化率隨濃度提升，
而提升至 1 mM 時，其礦化率有些微降低，顯示其降解效果可能受到 硫酸根自由基互相反應而形成硫酸鹽而消耗，影響其礦化效果所致。
4.3.5 小結
進行 SPS 系統和 PMS 系統之液相降解 TCS 比較，分探討 SPS 濃 度為 0.1 mM、0.5 mM、1 mM 及 2 mM，電位坡降為 0.5 V/cm、1 V/cm、
1.5 V/cm 及 2 V/cm，以及 pH 值為 3、5、10 條件下之影響，可以發 現電極上之 CoFe2O4催化劑對於 SPS 系統經 24 hr 後，TCS 降解率達 36.8%~99.9%，而 PMS 系統僅經 5 min，TCS 降解率即可達 18.6%~
99.9%，可觀察出催化效果之差異，推估此種催化材料對於 PMS 有較 佳之催化效果，而 SPS 及 PMS 之反應皆較符合二階反應模擬，其 k 值分別介於 0.006 ~0.0311 L/mg．hr 及 0.0002~0.418 L/mg．sec，相較 之下 PMS 之反應速率較快，並藉由鈷、鐵塗佈量與液相降解效果之 相關性比較顯示此催化材料中鈷為催化 PMS 之主要角色，而鐵扮演 輔助之角色。
礦化分析中則發現於 SPS 及 PMS 降解中皆有中間產物之生成，
而在酸性條件 pH=3 下，SPS 於電位坡降 2 V/cm，SPS 濃度為 1 mM 經過 24 小時處理可達 65.3 %礦化率，PMS 於電位坡降 1 V/cm，PMS 濃度為 0.5 mM，經過 5 分鐘處理可達 86.23 %礦化率，顯示 Co-Fe/Al
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