我國每年廢棄數千噸液晶面板，礙於無合適處理方式只能以掩埋去化，造成環境嚴重負擔。其中，液晶面板玻璃是一種無鹼玻璃，具高度耐酸、耐化特性，工研院利用專利改質技術將其轉化為高比表面積的奈米孔洞吸附材料，對金屬離子具備極高的吸附能力，可用以處理國內大量的重金屬廢水，同時解決廢液晶面板玻璃之去化問題。
我國每年需處理數千噸廢液晶面板
我國是液晶顯示器（尤其是液晶面板）的主要生產國之一，以2016年國內產出2.3億片的大尺寸液晶面板為例，若將製程良率設定為98%進行估算，國內大尺寸線上液晶面板不良品的產出量約為470萬片，若再以每片液晶面板約重1公斤（32吋液晶面板平均重量）計算，這些廢液晶面板的總重量高達5,400公噸，尚且還有為數更多的中、小尺寸液晶面板不良品尚未納入計算。由此可知，我國每年需處理的廢液晶面板約5~6千噸，以國內地狹人稠的現況而言，無論是暫存或是掩埋處理皆非合適的處理方法，亦非長久之計。一方面，廢液晶面板中各物料的危害性尚未明朗；另一方面這些物料不乏高單價的材料。因此，廢液晶面板較合適的處理方法應該是朝再利用的方向發展。
廢液晶面板的處理策略
液晶面板是由兩片面板玻璃及十多種材料建構而成，如圖一所示。其整體厚度約0.2公分，雖然面板玻璃佔了其中80%以上的重量，但是卻因為含有液晶及各種重金屬(Heavy Metal)此類對環境有危害風險的材料，故當其廢棄時被歸類為D類的事業廢棄物，無法直接進行再利用。
圖一、液晶面板之構造圖
廢面板玻璃改質玻璃奈米孔洞吸附材料
工研院經過數年的研究已針對廢面板玻璃開發一套專利技術，可將其轉化為具高比表面積及奈米孔洞的多孔性重金屬吸附材料—「玻璃奈米孔洞吸附材料」。這種具奈米孔洞的玻璃吸附材料可吸附重金屬的原理主要有三點：①利用面板玻璃中高鋁矽酸鹽成份，藉由改質技術進行骨架結構重置並創造多孔性，使材料具備高比表面積，亦可以利用材料表面之矽-氧-矽(Si-O-Si)結構做為重金屬離子之吸附點；②面板玻璃含有多種多價金屬，經改質後會在表面上形成不對稱電荷點，可做為離子交換之位置；③利用奈米技術在面板玻璃中創造奈米孔洞，使重金屬離子可穿梭其中，增加吸附的效能。實際的改質程序乃將已去除液晶之廢面板玻璃先利用粉碎機粉碎，接著於其中添加固定配比的改質劑（工研院自製）並進行混合，隨後將混合均勻的材料放入高溫爐使其受熱熔融，經過一定時間的反應後取出冷卻，再進行純化與乾燥，便可將面板玻璃轉化為具奈米孔洞之多孔吸附材料，如圖二所示。
圖二、工研院材化所將(a)廢面板玻璃轉化為(b)玻璃奈米孔洞吸附材料
玻璃奈米孔洞吸附材料之重金屬吸附測試
我國每年需回收5萬噸的鉛蓄電池，雖然可從中取回4萬噸的鉛及3,000噸塑膠並進行再利用以創造約14億的產值，但是，在廢鉛蓄電池的處理過程中，除了鉛板、塑膠外殼較容易分類收集外，最大的困難點在於含鉛稀硫酸之處理。現階段國內處理廠針對這些含鉛稀硫酸主要是先利用鹼液調整pH值，再以化學混凝法形成含鉛污泥，剩餘的廢水排放至工業區污水處理廠處理。這樣的處理方式必須消耗大量鹼液並會產生大量含鉛污泥，且酸液也無法再使用。故若可先將含鉛稀硫酸中的鉛吸附去除，則剩餘的稀硫酸不但不需添加鹼液，甚至可進行…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：呂健瑋、洪煥毅 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」367期，更多資料請見下方附檔。