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化學科

彙而不費

目前工業上有許多分解有機物質的方法,傳統方法通常使用鐵離子(Fe3+)催化過氧化氫(H2O2)產生高活性自由基,並利用自由基降解污染物的方法稱為Fenton法。傳統Fenton法當中的鐵離子為液相催化劑,雖然會降解污水,但是通常會留下大量鐵污泥需待處理,造成環境污染。為了避免這個情形發生,本研究將傳統Fenton法中的液相催化劑,改利用聚丙烯酸(PAA)錯合鐵離子形成的固相催化劑,改善鐵離子會隨著降解後的污水排放缺點,並自製即時偵測儀器進行反應。實驗結果顯示,PAA在pH=3時,有較大鐵離子的吸附力,在此條件下進行反應,鐵離子不易脫附,也可減少大量鐵離子耗損,能達到避免氫氧化鐵污泥的污染二度公害,達到最高環保效益,朝向綠色化學邁進。

神機妙「蒜」「韭」厲害

注重健康養生的飲食,避免攝取到化學加工的食物,對於現代人來說是個重要的課題,因此如何利用植物的抗菌成分來保存食物,是我們這次研究的主旨。 本研究在探討常見具抑菌成分的蔬菜,其汁液、菜渣、全食材、高溫加熱、濃度等因素是否影響抑菌的效果?以下是本研究的結論:蒜汁、韭菜汁、韭黃汁、韭菜花汁及蒜頭渣的抑菌效果佳,其中,蒜頭在加熱十分鐘後的抑菌效果仍然不錯,但韭菜、韭黃、韭菜花在高溫加熱後的抑菌效果變差,另外,全食材的蒜頭也具有抑菌效果。在濃度方面,韭菜花最低抑菌濃度是40%,韭菜與韭黃最低抑菌濃度是30%,蒜頭的最低抑菌濃度則是5%。最後以麵糰和竹筷測試蒜頭汁、韭菜汁、韭黃汁、韭菜花汁發現有不錯的抑菌效果。

「銅」「矽」合力-探討不同條件下矽藻土吸附銅離子的差異

本研究探討「矽藻土」對重金屬吸附的特性,利用其高孔隙率以及其他性質來吸附重金屬,並改變不同的變因來觀察其對重金屬吸附的影響。 首先,我們探討不同矽藻土的狀況對吸附量的影響,發現使用2g矽藻土靜置24小時吸附銅離子的效益最高,當溶液50℃時吸附量最大、吸附速率最快。在不同種類矽藻土的吸附效果比較中發現農業用的吸附效果最好,但工業用矽藻土吸附性價比最高。另外我們觀察不同溶液特性對吸附的影響,發現背景電解質濃度愈高,吸附效果愈差;矽藻土吸附銅離子的能力會隨著溶液的pH值降低而變差,並以此原理反脫附矽藻土進行再利用。最後使用氫氧化鈉改質矽藻土,發現改質後矽藻土的表面特性會隨之改變,進而增加對銅離子的吸附能力。

我最出色

藉由實驗將科學知識與原住民傳統手工藝技術相結合。植物染布的歷史悠久,製作方式十分天然環保,本研究選用原住民用於染布的傳統植物「薯榔」做為染劑來研究。 本實驗發現以生豆漿為助染劑,清洗後布掉色不明顯,表示助染劑確實能幫助布料上色,而且使用溫度越高的薯榔染劑,染出的布顏色越深。再來使用媒染劑確實能使染布固色,使用不同pH值的媒染劑,布料會呈現不同顏色,例如鹼性澄清石灰水使布料近褐色、酸性醋使布料近黃色。布料浸泡染劑與媒染劑的順序以兩者分開先後使用較佳(先薯榔染劑,後媒染劑)。若染布髒了,以洗衣精當作清潔劑為佳,因為染布能維持原本色澤。最後,染布的晾乾方式以陰乾為佳,才能讓布維持原色而不易褪色。

蜂蜜結構紋路之探討

以自製顯微鏡搭配行動載具進行實驗,探討蜂蜜結構紋路之成因。實驗結果:1. 將蜂蜜加入不同溫度的水搖晃,發現溫度越低,結構紋路存在的時間越長;2. 結構紋路的維持時間與「黏度」及「糖度」為正相關;3. 以不同溶劑進行實驗,發現加入濃度75 %的酒精,結構紋路存在的時間最久,約為水的三倍;4. 利用界面活性劑破壞水的表面張力,觀察到表面張力變小,結構紋路存在的時間也變長。因此推論「表面張力」與「溶解速度」是影響蜂蜜結構紋路維持時間的兩大主因。另外,單一成分的飽和糖水溶液,所形成的結構紋路形狀較一致,呈現五邊形和六邊形,兩邊夾角都接近120度;而成分複雜的蜂蜜及鬆餅糖漿所形成的結構紋路則呈現不規則形狀。

「凍不凍有關係」續集

從學姊愛玉凝膠研究的激發到媽媽魚鱗凍製作的偶然,引發想要研究魚鱗片凝膠條件及情形的動機。主要發現有如後幾項:加熱加酸再冷藏才容易使魚鱗麟片溶液凝膠;加熱時間越長,鱗片會變越輕,溶液的凝膠情形越硬;溶劑濃度越酸,鱗片會變越輕,溶液的凝膠情形越硬;加熱加酸再冷藏的條件相同時,虱目魚鱗片糯米醋溶液最快凝膠,其次是烏魚鱗片糯米醋溶液,最慢的是吳郭魚和鱸魚鱗片糯米醋溶液;虱目魚鱗片凍最硬,其次是烏魚鱗片凍,最軟的是吳郭魚鱗片凍和鱸魚鱗片凍。

以氧化聚合法將聚3,4-二氧乙基噻吩修飾於不同奈米材料並應用在直接甲醇燃料電池

此研究探討不經由其他複雜製程而直接以氧化聚合法將PEDOT修飾於不同結構與導電度的材料PEDOT/ TiO2、PEDOT/CNT、PEDOT/XC-72作為直接甲醇燃料電池(DMFC)的觸媒載體對其發電效率與觸媒品質的影響。本研究比較以不同奈米材料作為PEDOT修飾的材料對於穩定觸媒的效果以及觸媒性質的影響。 研究結果發現,經PEDOT修飾的奈米材料在甲醇的氧化電位數值表現上與觸媒品質高於未修飾者,顯示出本實驗加入的修飾藥品與實驗方法有助於提升直接甲醇燃料電池的工作效能,將來可被運用於燃料電池上。

蔬果螢火蟲-探討蔬果螢光物質放光因素與生活應用

本研究自製螢光電壓器測量螢光電壓,以電壓大小推論蔬果中螢光物質含量,我們利用紫外光照光蔬果內螢光物質放出綠色螢光。研究目的在探討影響萃取蔬果中螢光物質的放光因素及檢測燈具中的紫外線強度。研究結果顯示,蔬果螢光物質含量以紅蘿蔔最佳,蔬果螢光物質在油中或油泥中較在水中相對穩定;。小蘇打對蘋果及石灰水對紅蘿蔔萃取有提升的效果,冷凍儲存有助於蔬果螢光萃取與保存,低溫時螢光亮度較佳,建議可利用冷凍分離法提升萃取蔬果螢光物質的效果。本研究也利用萃取的蔬果螢光物質量測家中不同燈具的相對紫外線強度,並可作為太陽光紫外線強度的估測。

「薑」來,少「硫」白

薑絲、金針…等食品常添加亞硫酸氫鈉還原劑來抗氧化、漂白、殺菌,經氧化生成致病物二氧化硫,嚴重影響健康。我們構想如下:先探討不同還原劑的抗氧化力、再探討其對薑的保存能力後,混合天然還原劑 (草酸 、維他命C)部分取代亞硫酸氫鈉,發現「 3/4混合取代」 效果最優,可降低3/4 SO2產生量。 主要結論: 一、測試還原劑抗氧化力:亞甲藍滴定法適用性、便利性、安全性優於傳統的碘滴定法 二、在薑保色效果與成本價值C/P值 :亞硫酸氫鈉的替代比例 以「 3/4 (草酸2份+維生素C 1份) 混合取代」最優,期能推廣食品加工業使用 三、薑在 保色pH限制為pH3.4~8.0 黃色,加工及調味過程可注意以避免變紅 (薑變色範圍: pH亮紅色 2.7~3.4黃色~黃色8.0~8.8紅褐色,是檢測強酸強鹼新型指示劑)

天長『碲』久-碲奈米線材料之開發及其抗菌活性的探討

本研究為發展快速、簡易的方法以合成碲奈米線並作為相關研究之基礎,進而實踐綠色化學的理念,更進一步探討碲奈米線添加不同金屬離子後形成之複合/碲奈米線。在比較三種不同的碲奈米線合成方法後,選擇較符合綠色化學的方式,藉由調控碲奈米線合成反應的時間(30至150分鐘)和不同的金屬離子濃度及比例,以不同變因下製備出的複合/碲奈米線,透過其吸收光譜變化,找出具有最佳過氧化活性能力的反應條件。於上述條件下探討其對於常見食品病源菌的抑菌效果。結果顯示複合/碲奈米線的抗菌能力與高濃度銀離子相似,且在價錢方面能比銀離子便宜許多。因此透過本實驗的探究,相信本研究未來有極大的潛力能夠廣泛的推廣與應用,如開發新型奈米抑菌劑。