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改質生物鈣淨化室內空氣品質與綠色建材應用之研究

為了解決mins單位的問題，作者鄧有偉 這樣論述：

自工業革命後能源過度開發，環境嚴重污染，造成氣候變遷與溫室效應日益嚴重，並衍生出大量廢棄物；環境保護之『永續發展』與『淨零碳排』議題逐年受到重視與推動，製造-使用-回收的『循環經濟』已成為資源效率的提升與發展綠色能源之外的重要減碳策略的目標與推動方針，目的使資源使用發揮最大效益、對環境的衝擊性影響最小，達成零廢棄及淨零碳排(Net-Zero)之願景。隨著氣候變遷與空氣污染所產生之共伴效應，已嚴重危害人類的生命與健康，在室內為室外空氣污染2-5倍的情況下，每人每日處在室內環境活動時間高達80%-90%，因此，為了健康改善生活環境並優化室內空氣品質，已成為極重要之目標。隨著國人雞蛋食用量增加，每

年所產生的廢棄蛋殼，大都被當作廢棄物處理，除浪費資源也污染環境，因此在對環境衝擊、資源利用與友善環境上，已成為所需處理面對之課題；由於蛋殼為高鈣具多孔性可吸附結構，已在工業廢棄重金屬與染色劑的吸附及生質能源的催化等的研究與運用上獲得不少成果，若能將廢棄蛋殼改質活化提升吸附效能，在淨化室內空氣的建材應用上，應可達成室內空氣品質改善之目標，因此本研究將以廢棄蛋殼做為吸附劑研發之主要材料。本研究將依文獻資料分析結果，進行改質實驗，將廢棄蛋殼以煅燒方式進行改質與活化，實驗經不同參數(溫度)與變數(時間)煅燒後，分別進行檢測驗證：1.『物理性吸附』-外觀表面變化觀察分析、電子顯微鏡(SEM)對微孔性結晶

結構的觀察分析及粉末繞射儀(XRD)的晶體掃描分析，探討其最佳物理性吸附；2.『化學性吸附』-以回收率、鈣含量、酸鹼值(pH)與氧化還原電位值(ORP)之檢測分析，探討其最佳化學性吸附。將結果進行歸納分析最經濟且具最佳理化吸附效能之煅燒時間及溫度，根據此結果對室內空氣污染物甲醛進行吸附效能實驗與殺菌實驗，驗證改質生物鈣活化後之淨化效能，並以吸附動力學模式進行分析探討。接著將改質生物鈣應用在吸附性綠色建材創新與研發，以實驗驗證淨化室內空氣品質甲醛之吸附性能與功效，並取代一次性使用建材，降低建築產業的耗能與碳排放；再將綠色建材創新與研發導入健康建築之綠建材評估、循環經濟架構體系進行評估與永續發展體

系評估，達成符合本研究之目標。經本研究可獲得結論如下：1.蛋殼煅燒改質成果(1) 蛋殼煅燒最佳改質溫度與時間為900°C 2hrs，此時具有最佳理化吸附特性。(2) 煅燒後測得比表面積為19.98m²/g，孔容為0.045cm3/g，平均孔徑為2.78nm，孔結構已轉變成多層微孔晶體，具物理性吸附效能。(3) 煅燒後測得鈣含量為693mg/kg、pH值為12.7、ORP值為-196mV，易與空氣中的水分結合，產生活氧性與離子性，可以吸附室內空氣污染物，降解成CO2與H20，具化學性吸附效能。2.蛋殼煅燒改質生物鈣淨化甲醛與殺菌驗證(1) 在溫度為28℃±1℃與相對濕度為50±5％之1m

3環境實驗箱，進行甲醛吸附驗證實驗得，蛋殼煅燒改質生物鈣每單位改質生物鈣可降解甲醛4.35mg/g，5分鐘就可吸附降解甲醛80%，且經1hr就可達99%得吸附率。(2) 依文獻對比其它吸附劑甲醛吸附量結果可得：改質生物鈣(3.13mg/g) ≒改質二氧化鈦P25-TiO2(3.14mg/g)>二氧化鈦TiO2(3.06mg/g)>活性碳(2.67mg/g)>沸石(2.70mg/g)>幾丁聚醣(2.21mg/g)。(3) 依殺菌劑環境衛生殺菌試驗測定法(NIEA D201.01C)進行殺菌實驗，證實蛋殼煅燒900℃ 2hrs殺菌效益最佳，殺菌液調配濃度或殺菌作用時間越久，殺菌效益與殺菌數越大

，在濃度1g/1L與作用時間30min下，殺菌效能達100％。3. 吸附動力學模式探討吸附動力學模式經回歸方程式分析探討可得，「擬一階吸附動力學模式」雖也在標準分析值內，但應以「擬二階吸附動力學模式」或「顆粒內部擴散模式」進行分析，其顆粒內部反應具有瞬間內孔壁表面吸附，與經擴散作用吸附到孔隙內之兩階段吸附特性，因此吸附力強不易產生脫附現象。4.改質生物鈣綠色建材應用(1) 在吸附性建材應用之吸附性油漆部分，經實驗顯示可吸附微量甲醛，但因吸附量極少，因此視為不具吸附室內空氣中游離甲醛之效能。(2) 在吸附性建材應用之吸附性無機聚合磁磚部分，經實驗顯示對甲醛吸附吸附降解效能為：改質生物鈣

(92.7％)>矽藻土(88.1％)>蛋殼粉(80.6％)。(3) 經毒物溶出(TCLP)檢測，各項檢驗值均未超標，且無含石綿與放射性物質，且氯離子含量也符合規範標準值以下，均符合臺灣綠建材通則規範。(4) 每生產1m2鋪設面積之吸附性無機聚合磁磚，CO2會排放11.41kg，相較傳統磁磚CO2排放14.86kg，可有效降低碳排效益23.22%，可節省171元/噸。5.標章評估與探討(1) 在「綠建材評估」中，可通過「綠建材通則」評定標準，而在「再生綠建材」評定，則除在「性能試驗項目與方法」外，其餘均能通過評定標準。(2) 在「創新綠建材評估」中，「創新發展」與「資源利用」可獲得極高得

分率。(3) 在「綠建材環境效率評估」中，符合碳盤查之綠建材之標準，且在溫室氣體排放指標中有較高得分，因此獲得優異的評比。(4) 循環經濟架構體系的搖籃到搖籃評估中，在「材料健康性」與「材料循環再利用性」評估項目，獲得銀級標章，「再生能源使用及碳管理」評估項目，獲得基本級標章。(5) 「2030永續發展目標」評估經探討可鏈結SDG1「1.5」、SDG3「3.9」、SDG6「6.3」「6.A」、SDG8「8.8」「8.9」、SDG9「9.1」「9.4」「9.5」、SDG11「11.5」「11.6」「11.C」、SDG12「12.4」「12.5」、SDG17「17.7」「17.8」等8項核心

策略項目，並達16項細項目標。