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以序列間歇式活性污泥法處理二苯甲酮污水

為了解決GS 電池 PTT的問題，作者蘇敬倫 這樣論述：

二苯甲酮 (Benzophenone, BPs) 在日常生活中運用廣泛，具有干擾生物內分泌系統之特性。當BPs釋放至環境中並累積一定濃度時，可能造成環境生態危害。本研究嘗試以序列間歇式活性污泥法 (Sequencing Batch Reactor, SBR) 處理BP污水。實驗分為兩階段進行，第一階段是評估SBR在不同水力停留時間 (Hydraulic retention time, HRT) (8、16以及48 hrs) 下處理BPs人工合成污水，結果顯示48hrs HRT處理效率最佳，其TOC與COD去除率分別為97.04 %與89.44 %，BPs降解率為二苯甲酮-1 (Ben

zophenone-1, BP-1) 96.80 %與二苯甲酮-3 (Benzophenone-3, BP-3) 98.04 %。在48hr HRT下觀察SBR系統好氧 (曝氣) 及缺氧 (靜置) 兩種階段BPs污水處理情形，發現好氧階段去除效果較佳，COD去除率為57.19%、BP-1與BP-3去除率分別為85.85 % 與74.53 %。胞外聚合物 (Extracellular Polymeric Substances；EPS) 變化方面，當HRT越長，蛋白質濃度與污泥沉降體積 (SV30) 皆會增加，而隨著HRT降低，可溶性EPS濃度增加，推測SBR活性污泥中之微生物會因污水中所含BPs

釋放更多EPS。分析微生物族群結構，發現HRT影響SBR活性污泥菌相，在門 (Phylum) 的層級中，在8 hrs HRT中 Proteobacteria佔31.69 %，為所有HRT中比例最低；48 hrs HRT之生物多樣性 (Biodiversity) 最高。在屬 (Genus) 層級中，8 hrs HRT之優勢菌株為Sediminibacterium sp. (26.65 %)；48 hrs HRT之優勢菌屬為Novosphingobium sp. (35.76 %) 及Coprococcus eutactus (34.50 %)。 本研究第二階段為自SBR分離可利用BPs為單

一碳源之細菌，實驗結果選出6株可分解BP-1菌株，5株可分解BP-3菌株。分別挑選分解能力較強之3株菌株進行批次生物降解實驗，結果發現BP-1分解能力最佳之菌株為 BP1-D，擬一階反應速率為0.628 hr-1；BP-3分解能力最佳之菌株為 BP3-5，其擬一階反應速率為0.187 hr-1。經16S rDNA鑑定後發現，分解能力較強之BP1菌株皆為Pseudomonas屬；BP3菌株為Gordonia屬 (BP3-1)、Pseudomonas屬 (BP3-4) 與Rhodococcus屬 (BP3-5)。進一步分析代謝產物並推測其代謝途徑，分解BP-1菌株會先產生4-hydroxyphen

yl-methanone (m/z 207)，再分解為較小分子量代謝產物，BP1-A產生126 m/z代謝產物；BP1-D與BP1-F產生m/z 151具醇基之代謝產物後，再形成對苯二酚 (Hydroquinone)；分解BP-3之純菌株也會產生4-hydroxyphenyl -methanone，但後續之代謝產物依其微生物種類有所不同，BP3-1產生 m/z 137代謝產物；BP3-5 則為甲苯 (m/z 92)。本研究為首次研究BPs污水之生物分解，其結果將提供後續BPs廢污水生物處理之參考依據。

電化學沉積鉑與鉑釕應用於直接甲醇燃料電池陽極觸媒之電化學特性研究

為了解決GS 電池 PTT的問題，作者周惠育 這樣論述：

直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)具有的高能量密度、低操作溫度、對環境的友善度等優點，一直被列為可開發電源的重要選項之一。由於 DMFC 具有可使用生質甲醇作為燃料的特性，又再度受到學界的關注。DMFC 的結構是以一片固態質子交換膜作為固態電解質，二側各為陰、陽極的觸媒電極層，所疊構的三明治結構。其中，碳材陽極支撐鉑釕(PtRu)合金，碳材陰極則支撐純 Pt 金屬。傳統 DMFC是將觸媒漿料按比例混合碳黑、Pt 或 PtRu 觸媒及固態電解質(Nafion)調製並直接塗佈於碳布或碳紙表面後，製作出陽極與陰極，再與固態電解質疊加後熱壓形成。D

MFC 的性能取決於觸媒表面可裂解甲醇分子的數量及反應速率，其中觸媒金屬的型態與分散特性、粒徑大小、穩定性及其導電性為影響觸媒活性及電池性能的重要因素。故發展觸媒製程與提高觸媒電化學特性對於 DMFC 之商業化應用有關鍵性的影響。 本研究的主要目的是利用電化學法製備高效能的陽極觸媒，以半電池電化學性能測試探討提升陽極觸媒的甲醇氧化活性。提高觸媒活性的做法從三方面進行，即提高觸媒表面積，降低觸媒擔量(loading)與減少觸媒被毒化，以獲得較高較恆久的陽極觸媒活性。研究分為三個部分：一)調整不同電鍍液中電沉積觸媒於奈米碳管之上，以電沉積技術將奈米尺寸的 Pt 及 PtRu 觸媒沈積於碳材表面，

探討使用不同電解質對製作觸媒奈米化的效益，並在甲醇氧化過程中探討觸媒電化學活性的研究。二)以雙官能基機制，使用電化學沈積法探討電沉積製程控制最佳化 Ru/Pt ratio 的奈米製程，以及觸媒成長機制及 Ru 含量對觸媒電化學活性的影響。三)控制不同電化學沈積參數合成 Pt 奈米桿(nanorod)，探討觸媒的特殊晶面對甲醇氧化中的質量活性(mass activity)與表面活性(surface activity or specific activity )等影響，藉以探討發展Pt 不需使用 Ru 的低毒化觸媒。結果顯示發現: 一)利用電化學脈衝電鍍法於含有檸檬酸(citric acid

，CA)與硫酸(sulfuric acid，SA)兩種不同電解質的鍍液中合成奈米 Pt 與 PtRu 於奈米碳管(Carbon nanotube，CNT)簡稱 CA-Pt，CA-PtRu 與 SA-Pt，SA-PtRu，以甲醇氧化電化學半反應探討觸媒活性，並以商用 Pt 觸媒(com-Pt)做基準比較，最佳結果顯示在 CA-Pt 與CA-PtRu 質量活性高於 Com-Pt 約 6.978 倍與 10.856 倍。Pt 與 PtRu 在 CA 與 SA 不同電解液合成後的活性比較，結果顯示在 CA-Pt 與 CA-PtRu 質量活性高於 SA-Pt與 SA-PtRu 者約 1.46 倍與

2.77 倍，說明 CA 扮演了電沉積觸媒的穩定劑與降低觸媒顆粒尺寸的角色。二)提高 Ru 比例，電化學脈衝電鍍法可獲得奈米級 PtRu 共觸媒顆粒。所得 PtRu 則活性比商用觸媒 PtRu 高約 9 ~ 10.4 倍。三)利用電化學脈衝電鍍法在非產氫電位區(nonHER)合成單晶蕨狀(針狀)Pt 奈米桿於碳紙上，所得到的 Pt 奈米桿為低毒化的富 Pt(110)晶面觸媒，其甲醇氧化電化學特性都優於一般商用觸媒，質量活性(M.A.)比商用觸媒者高約 4.59 倍，表面活性(S.A.)比商用觸媒者高約 10.54倍。質量活性(M.A.)僅 CA-PtRu 者約 0.42 倍，表面活性(S.A

.)比 CA-PtRu 者高約 9.45倍。