環境工程

禽畜糞堆肥常伴隨氨氣排放而有異味問題。目前成本低、培養易的木黴菌已廣泛用在堆肥中來加速發酵。此外，部分業者會將含氨臭的氣體蒐集再以稀硫酸水洗，產物硫酸銨可作為氮肥，但多被排棄。本研究結合木黴菌添加與排氣稀硫酸水洗，可縮短堆肥期程，更將氨氣肥料化，以 (1)木黴菌合適添加劑量、(2)稀硫酸水洗參數等二項為試驗主軸。結果顯示：(1)添加2/100木黴菌可使堆肥成品中總氮增加13%，減少氨排放；(2)含氨排氣經pH6-7稀硫酸水洗，98%的氨氣轉化成含約1,400mg/L之硫酸銨溶液，氮含量為300mg/L，相當於沼渣沼液農地施灌水準。

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。

禽畜糞堆肥常伴隨氨氣排放而有異味問題。目前成本低、培養易的木黴菌已廣泛用在堆肥中來加速發酵。此外，部分業者會將含氨臭的氣體蒐集再以稀硫酸水洗，產物硫酸銨可作為氮肥，但多被排棄。本研究結合木黴菌添加與排氣稀硫酸水洗，可縮短堆肥期程，更將氨氣肥料化，以 (1)木黴菌合適添加劑量、(2)稀硫酸水洗參數等二項為試驗主軸。結果顯示：(1)添加2/100木黴菌可使堆肥成品中總氮增加13%，減少氨排放；(2)含氨排氣經pH6-7稀硫酸水洗，98%的氨氣轉化成含約1,400mg/L之硫酸銨溶液，氮含量為300mg/L，相當於沼渣沼液農地施灌水準。

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。

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。

可可殼為鮮少被有效利用的農業廢棄物；四環黴素（TC）為水體中常見的有機環境賀爾蒙，殘留過量在環境及生物體中會造成威脅；生物炭將高纖維植物在無氧環境下高溫熱裂解，低成本、多孔且富含官能基。過硫酸鹽（PMS）具有強氧化性，且降解 TC 後產物較無害，已被廣泛應用。綜上所述，本研究欲以可可殼生物炭（CSBC）活化 PMS 降解 TC，促進永續發展。 本研究燒製不同溫度的 CSBC，並探討相關反應機制及參數後，找出的最佳化條件為： 300 mg/L CSBC-700 活化 0.3 mM PMS 降解 50 ppm TC。而後進行斑馬胚胎 96 hr 急性毒測試， 測試投放不同劑量的 TC、CSBC、PMS 之魚隻孵化與存活情形，並將最佳化條件投入測試後，對仔魚無發育與存活上的影響，可驗證本研究的應用性，望找出淨化環境水體的方法。

全球暖化造成氣候危機，對人類生存的威脅愈來愈大，達成巴黎協定的淨零碳排刻不容緩。本研究擬以甲醇利用菌(Methylorubrum populi )做為碳捕集封存與再利用(Carbon Capture Utilisation and Storage/CCUS)的生物工廠，將甲醇(CH3OH)及甲酸(HCOOH)等單碳化合物合成生物質。經全基因定序及序列分析得知，M. populi 具有可以利用甲醇、甲酸進行生合成的多條路徑。同時將菌液以不同比例的甲醇與甲酸為碳源，在不同酸鹼值中培養，測量其生長曲線，由此推得倍增時間等各項參數，並分析乾燥後的菌體各元素佔比。分析結果顯⽰，在 pH6.3、以甲醇甲酸比 9:1培養 M.populi，碳儲存率可達 46.0％且在指數期生長快速，可達到有效減少溫室逸散至大氣的目的。

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。

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。

本研究探討新型微生物燃料電池(MicrobialFuel Cell, MFC)在能源再生及水資源處理中的應用。隨著全球氣候變遷和污染問題加劇，開發低碳、可持續的綠色能源為當務之急。MFC利用微生物將廢水中的有機物轉化為電能，不僅達到低成本、低碳排放的優勢，還具有處理廢水、產生電力等功能。本研究使用不含 「全氟/多氟烷基物質 (per- and polyfluorinated alkyl substances,PFAS)」的煤灰陶瓷隔離膜，並將市售的石墨氈電極進行改質， 以探討電極表面積(3x3、4x4、5x5 cm²)及不同材料(石墨紙、石墨氈、改質石墨氈、碳布)對MFC性能的影響。結果顯示，在電極表面積為4x4 cm²表面積時產電效率以及去除污水的效率最佳，顯示較小的表面積差異對MFC影響效果不大；電極材質則以石墨紙表現最優，但經改質的石墨氈在發電效果及去除污水的效率上皆接近石墨紙。本研究可為MFC在污水處理和能源再生中的應用提供了重要的數據參考。