Abstract
利用奈米複合材料去除氯化有機物近來為相當受到重視的新穎處理技術。固定零價鐵於基材上可以減少零價鐵的聚集並進一步提升零價鐵的反應性。因此本研究的主要目的為，固定零價鐵於二氧化矽微球上，以提升複合材料在厭氧環境下對四氯乙烯的去除效率。在複合材料Fe@SiO2合成過程中，針對pH值、硼氫化鈉濃度、二價鐵離子濃度及溫度效應進行最優化探討。藉由掃描式電子顯微鏡及元素電子分布圖可知零價鐵在二氧化矽微球上的分布均勻且零價鐵密度也隨著鐵含量的上升而增加。從穿透式電子顯微鏡圖計算零價鐵在二氧化矽微球上的平均粒徑，從10 wt%的115 ± 28 nm增加到30 wt%的156 ± 21 nm之後再到50 wt%的175 ± 31 nm。最佳化的Fe@SiO2複合材料被應用於厭氧環境下去除四氯乙烯。結果顯示Fe@SiO2複合材料之質量均化擬一階速率常數為純零價鐵去除四氯乙烯之速率常數的2-5倍。加入催化金屬包含鈀、鎳能夠有效提升四氯乙烯的去除效率。Fe@SiO2複合材料的去除效率常數為1.6×10-3 hr-1。但添加10 wt%鎳離子後，其擬一階反應常數可提升至3.7 hr-1。隨著二價鎳從0.1增加至10 wt%，速率常數也隨著增加。然而，當增加至20 wt%則隨之降低。鈀的最佳劑量為0.5 wt%，其擬一階反應速率常數則提升至15.6 hr-1。與鎳的情形類似，當鈀的添加量0.1增加至0.5 wt%，擬一階反應速率常數也由0.32 hr-1增加至15.6 hr-1。然而，增加至3 wt%則隨之降低。管柱實驗結果顯示Fe@SiO2複合材料具有良好的移動性與透水性質。從本研究結果中，可得知固定零價鐵於二氧化矽微球上不但可以提升四氯乙烯的去除效率，還可增加對於地下水現地處理的移動性與透水性。