化学沉淀法去除废水中硼之评价比较-桃园大学校院产业环保技术.PDF

桃園市大學校院產業環保技術服務團 第32 期環保簡訊 化學沉澱法去除廢水中硼之評估比較(三) ：使用層狀 複金屬氫氧化物 (2) 李中光 ，王悅慈，李庭慧，劉新校，邱惠敏 * 萬能科技大學 環境工程系 桃園市中壢區萬能路 號 32061 1 *Tel: 03-4515811-55718, Fax: 03-4622232, E-mail: anthony@.tw 有關利用形成 LDHs或使用 LDHs 來去除硼之研究的另一個有趣的議題 是比較直接沉澱法和陰離子交換法對硼之去除效率。針對此點， Ay 等人[25曾] 使用不同條件及方法來製備合成 Mg/Al LDHs 。一個含硝酸根離子之Mg/Al LDHs 是在 90 oC 下，經由緩慢添加氫氧化鈉溶液 (300 mL ，0.74 M) 至 200 mL 六水合硝酸鎂(22.0 g ，86.0 mmol) 及九水合硝酸鋁(16.1 g ，4.30 mmol) 水溶液 4 小時 ，接著將其老化熟成3 週 。其它含有己二酸或對苯二甲酸乙二酯插層之 Mg/Al LDHs 亦以類似之共沉澱方法來製備。含硼之 Mg/Al LDHs 之製備則是 將上述已合成之 LDHs (含硝酸根離子、己二酸或對苯二甲酸乙二酯插層 )和四硼 化合物或硼酸進行陰離子交換。研究發現經由將硝酸根離子和四硼陰離子進行陰 離子交換所得之 LDHs 具有薄水鋁石相(boehmite ，-AlOOH)且三角形之三硼陰 離子將以傾斜之姿態佔據層間空間。另一方面，當將含硝酸根離子之 LDHs 和 硼酸進行陰離子交換後所得之含硼 LDHs 其亦含有薄水鋁石相且層間距為 11 9.46 Å 。 B MAS NMR圖譜分析則指出在所探討之 pH範圍內，即使在單硼 ( B(OH) ，pH 8)陰離子佔優勢之狀態下，多硼陰離子仍存在於層間內。Ay 等 4 人指出某些硼之聚合反應的確在層間內發生，而靜電引力及層間內 pH 值之差 異則是其發生之主因。在己二酸及對苯二甲酸乙二酯插層方面，其目的主要是要 在進行硼陰離子之交換前，先將 LDHs 之層間距預先膨脹以利硼陰離子之交換。 研究發現，己二酸很容易在四硼化合物及硼酸溶液中和硼陰離子進行離子交換。 相反的，對苯二甲酸乙二酯只和四硼化合物水溶液進行硼陰離子之交換。上述結 果指出使用己二酸及對苯二甲酸乙二酯插層以預先膨脹 LDHs 之層間距對於硼 陰離子之交換效果似乎影響不大。 最後，為了和上述先合成 LDHs 再進行硼陰離子交換之過程作一比較，研 4-1 究亦曾使用直接共沉澱法製備含硼之 LDHs 。LDHs 是經由逐滴添加氫氧化鈉溶 液(60 mL ，1.8 M) 及 四硼酸銨 (ammonium tetraborate ，100 mL ，0.30 M) 至一 包含九水合硝酸鋁 (6.05 g ，16.1 mmol) 及六水合硝酸鎂(8.26 g ，32.2 mmol) 水溶 液 (100 mL)中以產生共沉澱來製備。將所產生之混合物進行迴流 5 小時，之後， 在室溫下進行 5 天之老化。其它之 LDHs 亦以相似之過程來製備，所差的只是 起始溶液之組成有所不同。將氫氧化鈉溶液(38 mL, 6.6 M) 及硼酸(250 mL, 0.6 M) 逐滴滴至九水合硝酸鋁(6.56 g ，17.5 mmol) 及六水合硝酸鎂(8.97 g ，35.0 mmol) 水溶液 (50 mL)中以產生共沉澱來製備。針對上述直接共沉澱法製備所得之