電極使用壽命之評估

本實驗五種雙金屬氧化電極於液相試驗中，原始之電極表面金屬塗佈 量分別為48.0 mg (PT)、43.9 mg (ST)、46.0 mg (MT)、42.4 mg (RT)以及 43.6 mg(PCT) (表 4.1~表 4.5)，模擬地質氧化試驗過程中陽極槽之環境，

選定電壓坡降為2 V/cm，於操作流質 DI Water、Citric acid 、Na

2

SO

4

、 NaOH 及 NaCl 進行 BPA 降解試驗，共進行 25 天，以模擬五組電化學地

質氧化試驗(1 批次為 5 天)，每 5 天進行一次溶液中塗佈金屬離子濃度量 測，以解析各電極於不同操作流質環境中之使用壽命。

4.1.4.1 以 DI Water 為操作流質

實驗結果如圖 4.15 所示雙金屬氧化電極於處理時間達 120 小時，其 溶液中之Pd 金屬之剝落比例為 2.4 ~5.1%，隨著時間增加至 600 小時，金 屬之剝落比例亦增加至21.4~27.8 %，顯示出隨著實驗天數增加，電極於 長時間之使用，持續產生解離剝落之情形，其中RT 電極於處理時間於 5 天時，溶液中之Ru 金屬剝落比例為 1.8 %，而於實驗天數 600 小時達到 18.3 %，顯示出於相同操作環境下，而雙金屬氧化電極其使用壽命皆有不 同，由其剝落解離量可發現於DI Water 環境中 PCT 電極之穩定性較其餘 雙金屬氧化電極高。

圖4.15 DI Water 中各電極之塗佈金屬解離量與處理時間之關係圖

Time (hrs)

0 100 200 300 400 500 600 700

W / W

o

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

PT

ST

MT

RT

PCT

4.1.4.2 以 Citric acid 為操作流質

實驗結果如圖 4.16 所示雙金屬氧化電極於處理時間達 120 小時，其溶 液中金屬之剝落比例為2.6~5.6 %，隨著時間增加至 600 小時，金屬之剝 落比例亦增加至16.6~30.12 %，顯示出隨著實驗天數增加，電極於長時間 之使用，會持續解離剝落之情形，與DI Water 操作環境相較，各雙金屬 氧化電極其解離情形較為強烈，發現於酸性環境下雙金屬氧化電極其穩定 性較差，其中PCT 電極較為穩定其於 600 小時解離情形為 16.6 %明顯較 其他電極穩定應是由於其有鍍上中間層所致。

Time(hrs)

0 100 200 300 400 500 600 700

W / W

o

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

PT ST MT RT PCT

圖 4.16 Citric acid 中各電極之塗佈金屬解離量與處理時間之關係圖

4.1.4.3 以 Na 2 SO 4 為操作流質

實驗結果如圖 4.17 所示雙金屬氧化電極於處理時間達 120 小時，其

Time (hrs)

0 100 200 300 400 500 600 700

W / W

o

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

PT ST MT RT PCT

圖4.17 Na

2

SO

4

中各電極之塗佈金屬解離量與處理時間之關係圖 溶液中之金屬之剝落比例為3.1~6.1 %，隨著時間增加至 600 小時，金屬 之剝落比例亦增加至17.0~28.9 %，顯示出隨著實驗天數增加，電極於長 時間之使用，會持續解離剝落之情形，而RT 電極於處理時間於 5 天時，

溶液中之Ru 金屬剝落比例為 3.1%，而於實驗天數 600 小時達到 20.9%，

與DI Water 以及 Citric acid 操作環境相較，發現於鹼性環境中其電極表面 之金屬剝落解離之情形較DI Water 略為強烈，應是由於在鹼性環境下，

BPA 之氧化反應較為強烈所致，而電極之穩定性於鹼性環境其較酸性環 境高，而不同雙金屬氧化電極亦有不同之穩定性，其中PCT(17.0 %)具有 較高之穩定性。

4.1.4.4 以 NaOH 為操作流質

實驗結果如圖 4.18 所示各電極於處理時間達 120 小時，其溶液中之 金屬之剝落比例為3.7~7.1 %，隨著時間增加至 600 小時，金屬之剝落比 例亦增加至18.1~31.2.%，顯示出隨著實驗天數增加，電極於長時間之使 用，會持續解離剝落之情形，而與Na

2

SO

4

操作環境相較，發現其電極表 面之金屬剝落之情形隨著鹼性越強而越高，應是由於在NaOH 具較高鹼 性環境，BPA 之氧化反應較為強烈所致。

Time (hrs)

0 100 200 300 400 500 600 700

W / W

o

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

PT ST MT RT PCT

圖4.18 NaOH 中各電極之塗佈金屬解離量與處理時間之關係圖

4.1.4.5 以 NaCl 為操作流質

實驗結果如圖 4.19 所示各電極於處理時間達 120 小時，其溶液中之 金屬之剝落比例為 2.3~6.7%，隨著時間增加至 600 小時，金屬之剝落比

Time (hrs)

0 100 200 300 400 500 600 700

W / W

o

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

PT ST MT RT PCT

圖4.19 NaCl 中各電極之塗佈金屬解離量與處理時間之關係圖 例亦增加至17.4~29.8 %，顯示出隨著實驗天數增加，電極於長時間之使 用，會持續解離剝落之情形，而RT 電極於處理時間於 5 天時，溶液中之 Ru 金屬剝落比例為 2.3%，而於實驗天數 600 小時達到 19.9%，與 DI Water、

Citric acid 及 NaOH 操作環境相較，發現其電極表面之金屬剝落解離之情 形略高於DI Water，應是由於其與試驗過程中亦會與 Cl

^-

進行反應產生 OCl

^-

，因此其電極表面解離之情形較為強烈，而與酸性之鹼性之環境下相 較，中性環境之操作流質較為穩定，顯示出電極之穩定性與電解液之pH 相關性極高，且不同電極其穩定性皆有不同，本實驗中PCT因具有中間曾 至具較高之穩定性。

在文檔中 以電化學地質氧化技術處理雙酚A污染土壤之研究 (頁 96-101)