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化學科

『銀』在起跑『線』~探討提升第二代自製可撓式染料敏化太陽電池效能之研究

為提高耐溫性、製程需求等因素,選用PC薄膜為可撓式基材,製備第二代可撓式染敏太陽電池建議條件,負極:PC/導電膜/TiO2/紫羅蘭/奈米銀線,正極:PC/導電膜/少層奈米石墨烯第一層組合。塗佈奈米銀線提升導電性,降低電池內電阻,使二代自製電池效能提升。加入水溶性幾丁聚醣於電解液,製成糊狀電解質,改善電解液易滲的問題,延長電池工作時間。串聯3-4組二代自製電池,可驅動數位時鐘及計時器,增加其運用性。自製可撓式光量子點4層之太陽電池,其效能與第二代自製可撓式染敏太陽電池相近。

「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)

從ㄇ到ㄩ的旅行 – 由電子的傳遞理解反應速率與化學平衡

當兩金屬相接後置於電解質溶液中,經由測量兩端氫氣產生量,分析(1)僅一端金屬可與電解液反應時,電子的流動狀況。及(2)兩端金屬皆可與電解液反應,電子的流動狀況。藉此探討金屬還原力及反應速率對於電子流動的影響。 為進行定量分析,經過不斷嘗試錯誤,成功自製安全方便的排水集氣實驗裝置(圖7-1)進行研究。

「胃!藥」怎麼做~Lansoprazole一鍋化合成之探討

本研究是關於Lansoprazole一鍋化合成條件之探討。我們先以MBI和CMPTH合成初產物,再分別探討了氧化劑、反應環境以及催化劑對於產率之影響。經過實驗我們得知,過氧化氫為最佳的氧化劑,且在與初產物當量數比為3:1時效果最好。此外,反應環境實驗中, 0℃下、過濾前pH值為9,可使Lansoprazole合成產率最高。至於催化劑實驗,發現甲酸催化效果最佳,且理想催化量為和初產物當量數相同。依實驗結果,我們設計一套環保、經濟的Lansoprazole一鍋化合成法,期待未來可應用於更多Prazole類藥物的合成。

草籽糖

「草籽糖」針對植物種子發芽時能轉化澱粉為糖,而在哪種狀況下,澱粉較容易化糖?實驗內容設計在小學生能完成的部分:草籽與澱粉的擇選;芽的部位;澱粉與芽的比例;進而探討環境的影響如溫度;光線;時間等因素,過程不時呈現看不見的、有趣的化學現象,草籽在過程中施了甜蜜的術法,糖在實驗中偷偷的變化著。

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。

食鹽未知數X

本實驗探討NaCl的結晶在各種環境下所發生的變化。研究改變結晶的變因,例如:溼度、溫度、水質或是加入海水常見的鹽類(像是MgCl2、CaCl2)。我們添加了丙酮、乙醇、正己烷等有機溶劑,研究並討論影響食鹽X條痕之因素。實驗結果認為形成的最佳條件為單純的飽和食鹽水(不添加其餘物質)25ml,加上環境通風,並於乾燥之地養成,此外可以在250ml的相同環境中找到完整以及有口形的結晶。 除了觀察結晶型態,試圖找出結晶的方式跟位錯形成的原因,為能破解其結晶體上層之X條痕以及沒有條痕跟口形位錯的結晶情形。經實驗、討論與資料整合後,我們推論X以及口形之形成是因為結晶位錯的關係,經過來自各方壓力影響後,結晶在中心點產生滑移的現象,並加以擴大。

光與影的交錯

本研究是參考光合作用對葉片的影響而有了行動的方向,我們知道光合作用的產物是葡萄糖,並轉化為澱粉的形式儲存能量。我們以鋁箔紙覆蓋在受光不同天數的葉片上,校園植物材料的選擇則盡量以嫩葉、 少毛狀物、較柔軟、角質層薄之葉片為主,藉由加水加熱的方式,再以酒精隔水加熱褪去葉綠素的干擾後,以碘液測試葉片所含之澱粉的多寡所產生的圖樣變化。最終將經碘液處理後的葉片樣本,測試在不同酸鹼及溫度等環境下,對於「碘-澱粉錯合物」的影響,並在當中選取對葉片最適合的酸鹼性及最良好的保存溫度,藉以改善植物進行光合作用實驗所呈現的結果。

「醇」「紙」相依-自行研發簡易假酒試紙分析法

經查閱文獻,得知假酒檢驗過程繁複,檢測實驗似乎必須在實驗室中進行,無法隨時隨地進行檢測。故本研究最主要是在思考如何方便、迅速、有效率的檢測假酒,我們嘗試自行製作可隨身攜帶之檢測試紙,即便是出門在外,也能進行假酒的定量檢測。實驗先於試管中大量探討。將六種不同甲醇濃度設定為一組實驗,而在每組不同實驗,以不同的檢測過程檢測之,取出呈色差距較明顯的實驗組,繼續進行不同介質上的呈色實驗。將實驗過程所需之藥品分別染於介質上,觀察其呈色效果後,再將這些呈色介質作結合,濃縮成一張小紙板,經過試紙檢測後發現問題並改良,成為較理想的試紙。最後利用Image J軟體將試紙上的呈色數值化,比較這些數值後製作檢量線。此檢量線便可成為進行假酒定量時的參考數據。

石英砂表面修飾幾丁聚醣對金屬離子競爭吸附之探討

本實驗先選擇三種不同的石英砂顆粒,測量在水中的沉降速度及密度,選擇最適當的石英砂顆粒,蝦殼經去乙醯化反應後得到幾丁聚醣,溶於弱酸中,將石英砂顆粒,表面包覆SiO2,表面接附幾丁聚醣,製成石英砂幾丁聚醣顆粒,傳統都以Fe3O4為載體,表面接附官能基進化學反應,但Fe3O4易受到氧化或酸蝕而崩解且較為昂貴,實驗發現,抗酸鹼的能力較Fe3O4為佳,且石英砂相對便宜;實驗室中的廢水是許多金屬離子混合,本實驗探討NaCl和Zn2+對Cu2+及Cr3+吸附的影響,發現NaCl會因庫倫力對金屬離子的吸附產生影響,Zn2+會和Cu2+、Cr3+競爭錯合位址,由於離子半徑和帶電量相同的影響,Zn2+對Cu2+吸附的影響較Cr3+大,溶液中如果有離子競爭吸附時,目標吸附的重金屬離子移除率會有顯著的下降。