阮忠孝 - Nguyen Trung Hieu

- 論文題目: 傳統過濾膜中加入催化劑以提高防污性能之研究： 銅在複合催化劑中的關鍵作用

- Doi: 

- 摘要: 

    傳統的廢水過濾膜早已商業化並廣泛應用於實廠中，然而，製造商和研究人員不斷改進傳統薄膜以克服其缺點，且同時滿足對其性能、耐用性和經濟性日益增長的要求；傳統薄膜通常由較不親水或疏水性的有機聚合物組成，由於其疏水性，使得水滲透通量極低，在實際應用中會出現膜積垢的現象，因此，在本研究中將利用不同的合成催化劑對這些傳統薄膜進行改質，以減輕膜積垢，這些無機催化劑不但可作為薄膜表面的親水層，又能夠催化污染物的分解。而本研究中使用的催化劑係為含銅複合催化劑，如催化性濕式氧化 (CWAO) 催化劑或光催化劑；CWAO催化劑是具有優化組成的Zn、Cu和Fe等元素的混合金屬氧化物，合成的光催化劑包括 Cu@ZrO2、Cu@TiO2 和 CuO@TiO2；研究使用混合和塗層方法將這些催化劑與 PES（聚醚碸）膜相合成，以評估膜製造方法對防止積垢性能的影響，特別是在塗層方法中使用中間黏合層，即 PAA（聚丙烯酸），用於薄膜表面與無機催化劑之間的結合；催化劑已經利用降解模型污染物的催化性能來評估，以找到最佳組成，並將其摻雜在薄膜中，此外，催化劑也應用FTIR、SEM-EDS、TEM、XRD、BET、UV-Vis DRS、XPS、ESR等進行特徵分析；通過膜過濾試驗、防積垢測試、表面粗糙度參數等，評估改質薄膜的性能，基於DFT的理論計算很好地解釋了模型污染物的分解機制。 結果顯示，本研究成功合成催化劑並具有高污染物降解效率（>88%）和高比表面積（>50 m2/g）；改質膜具有良好的防止積垢性能（FRRs > 90%），並於連續評估的五重複循環中具有穩定的污染物分解性能；與混合方法相比，改質膜的滲透性要高出許多，但對於塗層法幾乎可以忽略不計，由此表明，本研究中合成的催化劑對薄膜進行改質是可行的，並提供進一步研究和應用的參考。

關鍵詞: 水和廢水處理、膜過濾、膜改質、CWAO催化劑、光催化劑、催化膜、防止積垢膜