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鐵基金屬有機骨架於光觸媒薄膜反應器中移除有機廢水之應用

為了解決Queen band 介紹的問題，作者黃品瑄 這樣論述：

　　近年因工業蓬勃發展，用水需求日漸上升，水資源又十分有限，因此廢水處理技術成為備受重視的議題；本研究將針對薄膜過濾程序及光觸媒氧化法進行探討，因其分別具有容易形成薄膜結垢及不易回收等缺點，故於實驗中將光觸媒材料固定於基材上，形成光觸媒薄膜反應器(Photocatalytic-membrane reactor, PMR)，提高觸媒回收率、降低膜汙染並提升系統穩定性，以實現連續處理程序。　　本實驗利用溶熱法合成鐵基金屬有機骨架材料，MIL-53(Fe)，此材料具有良好光催化活性，為可見光觸媒材料(band gap=2.6 eV)，故可於照光180分鐘後達到約95%以上的苯酚移除率，但粉體觸媒回

收率差，因此將MIL-53(Fe)塗佈不同次數於氧化鋁基材上，將其命名為xMIL@ (x為塗佈次數)，並在相同條件下光降解苯酚水溶液，其中以塗佈一次之效果最佳，可於照光180分鐘後達到98%以上的苯酚移除率，且具有良好的回收效率，在經過五次反應後，亦可以維持苯酚移除率約95%的穩定度。　　接著，利用氧化鋁中空纖維膜(hollow fiber membrane reactor, HMR)過濾苯酚水溶液，僅達到約20%的移除率，且滲透通量穩定程度差，因此利用xMIL@與氧化鋁中空纖維膜以串聯的方式結合。並用金屬鹵素燈照射，形成光觸媒中空纖維膜反應器(Photocatalytic hollow fi

ber membrane reactor, PHMR)，可以發現相較於HMR系統，通量穩定度明顯上升，且再經過3次反應後依舊可達90%的苯酚移除效率且通量穩定，為4250±100 L/m2hbar，因此可以說明將光觸媒與薄膜結合具有實驗連續式廢水移除程序之可能性。　　最後，利用xMIL@作為平板膜於金屬鹵素燈照射下，形成光觸媒平板膜反應器(Photocatalytic flat sheet membrane reactor, PFMR)，並在不同操作條件下進行掃流過濾程序，可以發現與單純氧化鋁平板膜之苯酚過濾程序相比，其苯酚移除率提升了2.6倍，在經過光源照射後，可以移除約73%的苯酚，且滲透

通量亦更加穩定，反之，若xMIL@於PFMR中未經光源照射，則無法有效移除苯酚且滲透通量之穩定程度下降，故可以證明光催化反應的發生，有助於提升薄膜自潔效率。　　因此，本研究成功將光觸媒與薄膜過濾系統相結合，所形成之光觸媒薄膜過濾反應器，可有效降低薄膜結垢且提升觸媒回收效率，並實現連續過程。

具氧化還原活性之金屬有機骨架與其奈米複合材料於水相超電容中的應用

為了解決Queen band 介紹的問題，作者王藝森 這樣論述：

本研究分為兩個部分，第一部分將以鋯為基底的金屬有機骨架 (Zirconium-based metal–organic frameworks, Zr-MOFs)在室溫下直接生長在奈米碳材，包括石墨烯奈米緞帶 (Graphene nanoribbons, GNRs)以及氧化石墨烯 (Graphene oxide, GO)，形成具導電性的奈米複合材料。其導電性以及孔洞性可藉由調整合成時MOF與碳材之間的比例而具高度可調性，而具氧化還原活性的錳活性中心，藉由後修飾的方式安裝至奈米複合材料的MOF結構上，使得電荷在MOF骨架內有氧化還原躍遷(redox hopping)的途徑可以傳遞，之後在水溶液態的

電解質中探討MOF-GNR以及MOF-GO複合材料的擬電容表現。利用碳材的高度導電性以及MOF骨架中高密度具氧化還原活性的錳位置，使得經錳修飾的奈米複合材料相較於原始的錳修飾MOF以及錳修飾的碳材具有更好的擬電容表現。第二部分則是利用不同孔洞結構的Zr-MOFs，藉由後修飾安裝上具氧化還原活性的錳位置，使電荷同樣都能藉由redox hopping在不同骨架結構內傳遞。而後探討不同MOFs在水溶液態的電解質中的擬電容表現，找出具最佳超電容表現的Zr-MOF種類，為未來的研究提供Zr-MOFs在超電容應用方面較佳的結構選項。