環境工程

柴油汙染已然造成嚴重的生態危機，我們藉由微生物快速生長與代謝有機物的特性，結合MFC解決油汙。將自製PVB-TiO2海綿加入MFC陽極反應室中，在兩側添加釹磁鐵形成外加磁場。為提升MFC代謝柴油效能，我們探討MFC電極種類、PVB-TiO2海綿的TiO2添加濃度、磁鐵數量與方向等參數。結果顯示，添加PVB-TiO2海綿(12 g/L)及外加相斥兩顆磁場，對COD降解率、平均輸出電壓、VFA代謝產量與柴油降解率，較未添加組有最顯著提升。分別達成COD降解率增為1.4倍、平均輸出電壓增為1.8倍、柴油降解率增為2.0倍之效果。預期本實驗未來能對柴油汙染提供解方，降低柴油洩漏對環境的衝擊。

本研究以電化學二氧化碳還原反應(CO2RR)技術將二氧化碳還原成高經濟能源燃料，使用水相合成法製備Cu/Zn銅鋅雙金屬奈米觸媒，改變金屬間的比例: Cu2Zn1、Cu1Zn1、Cu1Zn2以及通入N2/O2/H2 熱處理改變觸媒氧化態，而改變氧化態可以在化學性質、催化活性、電子結構等方面有重要影響使其催化出不同反應路徑，改變產物生產效率和選擇性。用能量散射光譜儀、X光繞射儀鑑定奈米觸媒間金屬比例和晶型;線性掃描伏安法和氣相層析儀探討二氧化碳還原法拉第效應和生產效能。結果發現Cu2Zn1-N2能產生最多的CH4，因改變氧化態使其效能高達53.03%; Cu1Zn2產生最多的CO，效能為44.99%，推論為鋅的比例較高所致。

本研究利用農業廢棄物再加工後的-炭化稻殼，經食用醋處理後搭配環保防水明膠配方製成碳紙電極，作為可充式鋁電池的正極材料；負極則是在鋁箔上塗一層較環保無毒的PVA；電解液使用2M氯化鋁/0.1M食鹽水/5g醋酸鈉，吸附在濾紙上，成功製作出可充式「炭化稻殼紙/鋁電池」，充放電循環3次後，放電的初始開路電壓最高可達1.296V，初始短路電流可達137.1mA，串聯兩個電池後，成功使LED燈發光持續至少72天，亦可推動風扇在約4mA的工作電流下維持215分鐘。本作品多使用食品級的環保材料，較以往作品具有低汙染、低成本、超輕薄、可充電、可彎曲等多項優勢，充電後的穩定性更優於市售石墨片電極，可連續充放電至少5次，在進行穿刺實驗後更證實其安全性較鋰電池高，期待能為大型儲能系統添加一股永續環保的新契機。

Formaldehyde is an air-borne, carcinogenic indoor pollutant. It may cause adverse effects on human health such as irritation of eyes and respiratory system. Shells of hermetia illucens, Black Soldier Flies (BSF) are leftovers when the insects mature from pupae to adults. BSF shells are rich in chitin which can be converted into chitosan by demineralisation and deacetylation. Chitosan and its ammonium salt (chitogel) can remove formaldehyde via condensation of water. In this investigation, the efficiency of removal of formaldehyde by different substrates were compared including shells of BSF before and after demineralization, deacetylation and action of vinegar; and common commercial products and Anti-Forma Chitogels made from shells of BSF and some crustaceans. Anti-Forma Chitogel of BSF was found to be effective in removing (91.2%) formaldehyde (1:20 by mass) among shells of BSF with different treatments and its efficiency was better than all commercial products tested. Concentration of formaldehyde in the container with deacetylated Anti-Forma Chitogel is 0.54 mg/m3. It removed 74.8% of formaldehyde compared to the control (2.14 mg/m3). Concentration of formaldehyde in the container with Anti-Forma Chitogel without deacetylation is 0.76 mg/m3 . It removed 64.5% of formaldehyde compared to the control (2.14 mg/m3). The Anti-forma Chitogel of BSF was found to be eco-friendly with high formaldehyde removal efficiency when placed in a drawer (removal of 54.8% of in 24 hours), the chamber of a newly renovated room (removal of 84.9% in 30 minutes reducing the conc. of formaldehyde from 0.53 mg/m3 to 0.08 mg/m3; cf. the safety limit of formaldehyde <0.125mg/m3) and drawers of a new wardrobe (removal of 83.7% at 20.2oC in 1 day reducing the conc. of formaldehyde from 0.49 mg/m3 to 0.08 mg/m3 & kept the conc. of drawers below 0.125mg/m3 most of the time over a month when temperature was below 21oC). Conc. of formaldehyde in air-tight boxes (5g of construction adhesive in 9.3 dm3) with air purifiers with and without Anti-forma Chitogel as filter before and after 3 hours was reduced by 44.5% (from 6.25mg/m3 to 3.47mg/m3 ) and 27.7% respectively showing that Anti-forma Chitogel as filter in air purifier outperformed that without by 160%. Besides, anti-forma Chitogel is antibacterial, so it would also kill bacteria when used in air purifiers. [1] proving that Anti-forma Chitogel is effective in removal of formaldehyde on the spot and can be applied to households. It can also help achieve Target 3.9 and 12.5 of the Sustainable Development Goals of the United Nations.

本研究將不同比例的硫.與二氯化錫，在固定溫度200℃、加熱時間9小時，所合成出的壓電材料SnS2用來降解羅丹明染料，實驗結果發現以莫耳比1：4為最佳，降解率可達到96%。接著固定莫耳比1：4及溫度200℃下，發現在不同水熱時間時以水熱九小時的SnS2觸媒降解效果最好。最後本實驗以固定比1：4及水熱時間9小時在不同水熱溫度所合成的SnS2觸媒，以水熱溫度200℃時的降解效率最好，可達到96%。接著我們將最佳合成條件的觸媒對不同濃度的羅丹明進行降解，可發現當羅丹明濃度達到50ppm時，只需要2秒降解率即可達到99%，即使濃度達到70ppm時濃度降解效果仍可達到86%。最後對SnS.觸媒進行SEM分析發現顆粒大小為微米等級，而在PL分析發現本觸媒具有活性的能力且符合實驗結果。

為隔離環境聲音增加蚊蟲專一性的聲音，自行製作降噪錄音箱，分析聲譜使用Audacity及Room EQ Wizard兩個軟體，結果顯示自製錄音箱可吸收95.7%的環境聲音能量。白線斑蚊的雄蚊平衡棍長與翅音統計達顯著相關；而雌蚊平衡棍長與翅長統計達顯著相關。白線斑蚊及埃及斑蚊兩者翅音皆具有專一性，同種雄蚊及雌蚊會受彼此翅音誘引，而雌蚊交尾後會被同種交尾雌蚊翅音誘引。雌性埃及斑蚊交尾後的翅音對同種雌蚊平均誘引產卵率為85.8%，統計達顯著差異。自製捕蚊機（合成翅音誘捕，平均誘捕率為66.7%）較市售捕蚊機（UV光誘捕，平均誘捕率49.7%）誘捕率高出17.0%。自製捕蚊機可做為白線斑蚊及埃及斑蚊防治資材之一，且為環境友善防治法。

水凝膠被廣泛應用於生醫材料方面，其特性可用來吸收大量溶劑、生物流體，或是吸附水樣中的物質，其中應用於吸附金屬離子以淨水為最具發展潛力。本計畫將N-異丙基丙烯醯胺與幾丁聚醣反應形成共聚物NIPAAm-g-chitosan水凝膠，此合成水凝膠具有 生物可降解性、溫度敏感性，探討不同嫁接程度之共聚物對金屬離子之吸附效率。目前研究從FTIR確認已成功合成出NIPAAm-g-chitosan水凝膠，且膨潤率可高達約900%。此NC水凝膠比幾丁聚醣更具廣泛的pH溶脹範圍，且在150℃高溫下不會熱裂解，顯示其穩定性佳。對於金屬離子的吸附，NC水凝膠的吸附率皆較幾丁聚醣 為佳，對於鈷離子的吸附率更可高達75%，應用在工業廢水的檢測會是一大效益。

本研究採用創新設計的「水代法」處理養殖鰻魚加工後廢棄魚骨，成功解決過往鰻魚骨含油量高，無法利用而丟棄的環保問題，使生物資源得到充分利用。透過「低溫烘乾前處理」製成的鰻魚骨粉香氣與口感俱佳，適合作為食品添加物。 水代法是將鰻魚骨在90℃水溫、粉水比1：3狀態，藉由攪拌、壓榨去油，不僅保留營養成分（蛋白質、鈣質、磷質），同時降低高達90%的脂肪含量。水代產生的處理液可進一步開發為胺基酸萃取物和鰻魚油，創造多元的商業價值。「食鹽水浸泡處理」取代較不環保的「強鹼處理」製作鰻骨鈣粉，可有效減少環境負擔。本研究製程簡便且低耗能、低耗水，可降低成本，顯著提升產業競爭力和環境效益。

本研究利用農業廢棄物再加工後的-炭化稻殼，經食用醋處理後搭配環保防水明膠配方製成碳紙電極，作為可充式鋁電池的正極材料；負極則是在鋁箔上塗一層較環保無毒的PVA；電解液使用2M氯化鋁/0.1M食鹽水/5g醋酸鈉，吸附在濾紙上，成功製作出可充式「炭化稻殼紙/鋁電池」，充放電循環3次後，放電的初始開路電壓最高可達1.296V，初始短路電流可達137.1mA，串聯兩個電池後，成功使LED燈發光持續至少72天，亦可推動風扇在約4mA的工作電流下維持215分鐘。本作品多使用食品級的環保材料，較以往作品具有低汙染、低成本、超輕薄、可充電、可彎曲等多項優勢，充電後的穩定性更優於市售石墨片電極，可連續充放電至少5次，在進行穿刺實驗後更證實其安全性較鋰電池高，期待能為大型儲能系統添加一股永續環保的新契機。

本研究採用創新設計的「水代法」處理養殖鰻魚加工後廢棄魚骨，成功解決過往鰻魚骨含油量高，無法利用而丟棄的環保問題，使生物資源得到充分利用。透過「低溫烘乾前處理」製成的鰻魚骨粉香氣與口感俱佳，適合作為食品添加物。 水代法是將鰻魚骨在90℃水溫、粉水比1：3狀態，藉由攪拌、壓榨去油，不僅保留營養成分（蛋白質、鈣質、磷質），同時降低高達90%的脂肪含量。水代產生的處理液可進一步開發為胺基酸萃取物和鰻魚油，創造多元的商業價值。「食鹽水浸泡處理」取代較不環保的「強鹼處理」製作鰻骨鈣粉，可有效減少環境負擔。本研究製程簡便且低耗能、低耗水，可降低成本，顯著提升產業競爭力和環境效益。