環境工程

美國環保署指出美國民眾 90%的時間待在室內，人們常用空氣清淨機改善不良的室內空氣品質，所以空氣清淨機效能對於健康影響至關重要。市面空氣清淨機常宣稱使用 HEPA濾材，但其厚度未必是理想的乾淨空氣輸送率(CADR)。目前僅有最佳CADR濾材厚度的理論，尚未有實驗資料佐證。本研究以實驗方式研析濾材厚度與最佳 CADR 厚度之關係。實驗使用自製空氣清淨機含離心風扇和不同厚度之濾材，測試四種濾材品牌及四種風扇功率，以 SMPS 測量上游及下游顆粒濃度來判定過濾效率，用單通法計算 CADR。結果顯示，隨著濾材厚度增加過濾效率與CADR 提升，但超過最佳濾材厚度後，厚度增加反而造成 CADR 降低。最佳 CADR 濾材厚度約出現在 0.1 微米顆粒有約 20-40%過濾效率時。若以最易穿透粒徑為參考點，則過濾效率約在 10- 30%。欲發揮空氣清淨機最大效益並延長使用期限，濾材厚度應約略小於最佳 CADR 濾材厚度。

由於環境汙染、食安檢測需求提升，然現有的檢測方式成本和效率都不高，所以本研究試圖用拉曼光譜(Ramanspectroscopy)配合表面增強拉曼光譜 surface-enhanced Raman scattering (SERS)解決訊號微弱的缺點，來找出成本和時間需求最低的檢測方法來進行檢測。我們選用金龜子、蟬和蝴蝶三種昆蟲的翅膀鍍上奈米厚度的銀(10nm)來試驗，以符合 SERS要求的粗糙結構和貴金屬表面，利用熱點效應和表面電漿子共振來增強拉曼光譜的訊號，在實驗中我們也對基板進行了各項檢測，包括 X光繞射分析(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、水接觸角分析以及電子顯微鏡分析(SEM 和 FESEM)，也對比了各種參數，包括放置時間、鍍銀厚度、藥品濃度等，也加入了環境水檢測，我們也對比了諸多數據，並且找出所期望的成本最低效率最高的基板參數，未來也有望運用在河水汙染檢測或是農藥殘留量檢測，甚至能運用在藥品或是生物樣本檢測，可以說是有相當發展的潛力。

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。

本研究是探討將 P25 二氧化鈦改質二氧化鈦奈米線，其製程在可見光照射下對亞甲藍的光降解效果(10mg 奈米線降解 20ppm、15mL 之亞甲藍溶液)。首先我們在五種不同水熱溫度中找出最佳的製程溫度，接著以不同的水熱時間找出最佳製程時間，最後我們發現以TiO2/180℃/18hr 為最佳二氧化鈦奈米線製程條件，在可見光照射下降解率達 41.7%。接著以此二氧化鈦奈米線作為載體，添加 1.0%的銅、銀、鐵，發現添加銀可有效提高其降解率達60.4%。最後以銀作為固定添加金屬，改變濃度製作觸媒，發現以 1.0%的銀為最佳製程條件，降解率為 60.4%。另外我們對觸媒進行 XRD、SEM、PL、氫氧自由基檢測、BET、DRS 分析、觸媒回收率、二次降解及日光降解之效果。我們發現觸媒回收率可達 94.2%，二次降解效率可達 99.0%與 94.0%。