化學科

本研究結合薑黃素與幾丁聚醣，消除水中有機色素與重金屬離子、淨化水質。利用薑黃素光降解、可螯合重金屬離子之特性，並解決薑黃素金屬錯離子在水中無法分離之困擾，結合幾丁聚醣作為環保載體，探討各條件下薑黃幾丁聚醣膜降解有機色素及吸附重金屬離子之效果，使用薑黃泡綿針筒抽濾法，更是直接提高吸附速率與效率。有機染料Black B、Cu2+、Cr6+(Cr2O72-)消除率分別為 99.52%、94.47%、99.17%。 進一步運用分光光度儀檢測原理，以便宜的光電二極體裝置，結合全天然、無毒、生物可分解的薑黃幾丁聚醣泡綿，研發出『高效率、低成本、即時檢測』的一套自製有機物降解暨重金屬離子吸附之自動循環系統，只需循環20分鐘，有機染料Black B、Cu2+、Cr6+(Cr2O72-)消除率分別高達99.41%、94.38%、99.03%，效果極佳。

本實驗主要利用不同比例的界面活性劑來合成不同型態的鈀金奈米觸媒。並成功在水相以及相對低溫中合成均一度高的奈米粒子。此奈米粒子也擁有成為燃料電池的潛力，在控制成分比例下可調控其催化的表現，並且能達到長時間穩定的需求。實驗過程探討不同型態的鈀金奈米觸媒外，並使用乙醇電催化、CO吸脫附方式以及長時間穩定測試；研究得知不同比例的CTAB及CTAC搭配可以得到合金及核殼型態的鈀金奈米觸媒。電催化測試以核殼AuPd為1：1為最佳，其活性較純Pd高約4.42倍。CO吸脫附可得到觸媒的活性表面積；長時間穩定測試中AuPd觸媒較純Pd有約3.8倍的穩定度及容忍力的提升。 本研究結果有助進一步利用鈀金觸媒改善純鈀在進行乙醇燃料電池上的應用。

透過觀察與實驗，了解在一般環境下利用水果培養酵母菌液的特徵及變化。並研究水果的果皮、果肉、果芯及其他因素對於培養酵母菌液時間長短及變化。 在培養酵母菌的過程中，最重要的是必須減少汙染的因素，避免水果酵母液發黴產生變質。我們發現即便氣溫驟降而影響室內溫度變化，酵母菌也能順利的發酵，只是過程中所需時間的長短而已。此外，水果的每一部位都有酵母菌的存在只是含量多寡的不同，而不同的添加物對酵母菌的活性會產生不同的效果。

在高中實驗課程中，研究氣體分子擴散速率及距離對密度的關係，僅能在同溫、同壓下，控制長度一項變因，所以在課餘時間集合同學探討課本中有關影響擴散速率的因素，自行構想設計，並改良實驗裝置，以期達到我們求知的慾望。

本實驗探討小球藻在不同變因下吸附Cu2+的能力，並比較活藻與死藻的吸附能力，控制變因包含接觸時間、Cu2+濃度及吸附劑(藻類)的克數。再將不同接觸時間代入動力學模型分析吸附行為。 結果發現，活藻與死藻吸附的最初5分鐘，吸附能力高達85%，而吸附能力甚至隨時間拉長而增加；金屬濃度及藻類克數變化也與吸附量呈正相關。在動力學模型方面，活藻在擬二級方程式有良好的線性關係，以擬二級動力學模型能解釋活藻的吸附行為；另外死藻在三種動力學方程式皆有良好的線性關係，適合解釋死藻對銅離子的吸附行為。而在等溫吸附模式，活藻與死藻在Langmuir、Freundlichz方程式皆有良好的線性關係，皆能解釋其吸附行為。

量子點以水熱法合成，反應物是檸檬酸與乙二胺，反應條件為150℃、2.5小時，經透析膜純化後，得黑褐色液體。有廷得耳效應，紫外光可見光譜最大吸收波長340奈米，而在紫外燈下，會發出藍色螢光，且螢光放射波長460奈米，是以碳為主要組成原子的量子點。利用牙膏盒、空白DVD片、數位相機、積木與紫外燈，結合電腦軟體Image J分析影像與Excel，自製螢光光譜儀，可測得量子點螢光放射波長450奈米，非常接近實際值。再以自製螢光光譜儀研究，發現量子點在含酒精或離子強度強的鹽類水溶液，如氯化鋇、氯化鈣，螢光強度會增強；水溶液pH值小於5或大於9或在硫酸銅溶液螢光會降低，故需調整溶液pH值在7附近，使螢光恢復。

我們在自然課所學到鐵是屬於磁性物質，可以被磁鐵吸引，經過實驗得知，原來還有其他很弱的磁性的物質，比如水。所以我們設計一個實驗裝置，利用水的反磁性使水面產生凹陷的特殊效應(摩西效應)，漂流物會自動從固定位置慢慢移動靠近這個凹陷半徑，當漂流物的移動速度急遽加快時，表示漂流物進入凹陷半徑。藉由此數據推導出不同水溶液的凹陷半徑，可以知道在水分子內的一些微觀現象。

我們探討不同價數陽離子溶液與海藻酸鈉溶液來做結合成形，結果發現正二價離子效果最好，其中更以Ca2+較為穩定，而吸水度則以Co2+最佳。但二價離子中我們發現，氯化鎂溶液和海藻酸鈉溶液所形成的晶球不便觀察，故將氯化鎂不列入其他實驗當中。在實驗中我們發現，不同的溶液和不同的離液面高度，每一種晶球的直徑都會不同，但是重量卻不相差太多。將乾燥後晶球再行泡水一天。所呈現的海藻酸鈉晶球，已經跟原本的海藻酸鈉晶球不同，無法回復原本的型態。反向操作時，晶球的形狀得依照倒入溶液的方式來判斷形狀，所以反向操作形成的晶球為不規則形狀。而最佳的溫度條件則為20~30℃，但若要使晶球硬度最佳化則必須將晶球浸泡在離子溶液中90分鐘以上最好。

本研究針對飲料中所含之鋁離子及飲料對鋁罐的侵蝕程度做探討；但限於設備與經費，故仍採用傳統的定性分析方法來檢驗各種飲料中的鋁離子；並先做數次的對照實驗，以期提高實驗的準確與可信程度。實驗中使用丁烯二酸鈉來檢驗鋁離子，經過對照實驗證實：以照光觀察沉澱方式，可檢驗鋁離子濃度達 0.27ppm。再配合鋁罐的重量測量，以 Q 試驗與人為取捨兩種方式處理數據；由數據與沉澱現象交叉比對的結果相當令人驚異：在檢驗的飲料中，茶類，啤酒原本就含有鋁；而在測試飲料對鋁罐的侵蝕程度時，在測試前後鋁罐的重量方面除了啤酒與運動飲料外，其餘鋁罐明顯普遍減輕；而飲料中鋁略有增加，連蒸餾水都會溶解小部份的鋁。在影響溶解的因素方面，溫度高，時間長，強酸強鹼都將增加溶解的程度，但接觸空氣與否則對溶解程度影響不大。

本研究旨在探討磁場對電鍍量的影響。實驗改變磁鐵形式、排列方式與方向、磁場距離、電解液離子價數等變因進行探討。結果發現馬蹄形磁鐵產生之磁場易干擾離子而使電鍍量減少；棒狀磁鐵依排列方式與方向不同而對電鍍結果產生不同影響。進行研究，宜用棒狀磁鐵。改變磁鐵位置及方向研究顯示電鍍結果受磁鐵位置及方向影響，磁場產生作用力與離子移動方向相反時，離子受干擾以致於電鍍量減少；反之，若方向相同時，則有利於電鍍生成。多數外加磁場無論方向為何，電流量多會增加。若磁場排列與方向會減少電鍍量者，磁場距離變近，將使電鍍量與電流量增加，反之則然。而陰陽離子之電荷乘積越大者，離子間靜電吸引力越強，電鍍量與電流量較小。然本研究發現：部分排列方式與方向變因其實驗結果之電流量與電鍍量關係相反，依本實驗設計無法探究原因，須再進一步深入探究。