化學科

提升生活品質降低廢棄物是當今重要課題，本研究欲建立製作可重複使用的擴香石標準化流程，模擬精油擴散及逸散的時間關係，並探討石膏表面的量子侷限效應。 實驗發現，氨水在擴香瓶中經由瓶口逸散到塑膠管內再擴散至與鹽酸反應，並不太符合格雷姆定律，一般網路及教科書中，擴散實驗皆以棉花吸附高濃度氨水與鹽酸，擴散效應明顯且產生白煙的時間短，本實驗以石膏取代棉花，材質改變的情況下，氨水經由石膏逸散到擴香瓶中會受到量子侷限效應(QuantumConfinementEffect)的影響，而拉長逸散的時間。 實驗得出以50g石膏粉混合21ml水的比例製作出的擴香瓶，吸收氨水的容量最大，此為擴香石的最佳比例，且在溫度14－30℃的狀況下，氣體擴散效果最好，溫度越高，氣體擴散速度越快。

利用身邊廢棄殼粉，包括蛋殼、花生殼及蝦殼，進行鐵、銅、鋅、鎳四種重金屬離子的吸附，藉由自製吸光度計、黃血鹽滴定重金屬離子形成錯合物，探討殼粉吸附重金屬離子的效果。結果發現，三種殼粉對重金屬溶液吸附能力為蝦殼粉＞蛋殼粉＞花生殼粉。蝦殼粉小晶球對硝酸銅的吸附率為220.0 mg⁄g蝦殼粉；蛋殼粉對硝酸鐵的吸附率為200.6 mg⁄g蛋殼粉；而花生殼粉對硝酸鋅的吸附率為112.5mg⁄g花生殼粉。不同殼粉對離子的吸附效果不同，蝦殼粉吸附能力為 Cu＞Ni＞Fe＞Zn。包覆殼粉的海藻酸鈉小晶球吸附重金屬優於大晶球及純殼粉。包覆0.2 g蝦殼粉的小晶球，對硝酸銅的吸附較純殼粉提升約30.1%。第1型(純蝦殼粉)及第4型(蛋殼粉：蝦殼粉=3:1)海藻酸鈉小晶球對銅離子吸附效果最佳。

透過多次觀察焚火台的經驗，並發現這幾年大家開始採用比較環保的木質顆粒當作燃料， 在這次不斷的研究中，逐步發現自製木氣爐搭配木質顆粒燃燒的效果差異。我的研究共有七個研究目的，分別為木氣爐原理與材料調查、自製木氣爐、探討自製木氣爐外罐口徑大小對木質顆粒燃燒的影響、探討自製木氣爐內罐底層孔洞大小的對木質顆粒燃燒的影響、探討自製木氣爐內罐上層孔洞大小對木質顆粒燃燒的影響、探討自製木氣爐內罐上層孔洞排列形狀對木質顆粒燃燒的影響、經參數優化的自製木氣爐及改良裝置的比較。隨著一次又一次的實驗，漸漸發現一些問題，在實驗中試著改良我的木氣爐，最後藉由數據分析，做出一個最適合搭配木質顆粒燃料的野炊木氣爐。

本實驗目的為探討不同製作條件下，對鉍結晶顏色的影響。 研究發現，鉍結晶的顏色會受到冷卻速率影響。冷卻速率的部分，正常環境下坩堝熔化的鉍結晶多是金色，不鏽鋼的多是藍紫色，放入水中會得到銀色結晶，冷卻時加熱溫度越高的鉍結晶，藍色部分越多。色光照射對鉍結晶的顏色沒有影響。只有加入陰離子表面活性劑時，成功的製作鉍結晶，顏色為金色。 冷卻時的溫度會導致表面的氧化層（三氧化二鉍）表現出不同的相，加熱溫度越高，藍紫色的γ-phase所佔的比例越高，金色α-phase比例越少。而金色部分抗磁性較強，藍色較弱，未來希望可以將鉍結晶抗磁性應用於水處理清除碳酸鈣沉澱物等物質，能對生活與環境有所幫助。

本研究利用蝶豆花果凍進行電解。透過將電解質水溶液製作成果凍的方式，使溶液具有固定的形狀，不會隨意流動，且利用蝶豆花作為酸鹼指示劑，方便觀察電解時電極處所產生的酸性物質和鹼性物質，而酸性和鹼性物質讓指示劑顏色改變，藉此觀察果凍膠體內部離子的移動情形。透過電解蝶豆花果凍，能在電解實驗中觀察果凍明顯的變色，使人更加了解離子的流動方向，也能觀察電解實驗在電壓大小、電阻不同、路徑長短不同、同時有不同高低電壓在同一果凍時，離子的流動情形。我們發現電壓愈大，會使電解的速率加快，但是不會影響反應途徑。而在不同電壓中電解，離子會選擇往最高電壓方向移動。

上自然課時，曾觀察到鹽的結晶，也曾看過使用過飽和溶液長出結晶的影片，特別是硫酸銅晶體型態明顯且吸睛，激起我們研究的興趣。從硫酸銅的溶解度曲線知道溫度愈高，硫酸銅溶解度愈大，配置過飽和硫酸銅溶液後，藉由溫度的變化，可以得到硫酸銅結晶。首先配置濃度33.3%硫酸銅水溶液，經過濾後倒入培養皿中，以取得型態良好的晶體，再將晶體取出作為晶核，綁上釣魚線，放入濃度33.3%過濾硫酸銅水溶液中，盛裝容器改為燒杯並於上方加蓋或用保鮮膜封住，以防異物掉入產生雜晶。隔天若發現底部出現結晶，將此溶液加熱溶解，或再補充同濃度的硫酸銅水溶液，等待溶液降溫後再將晶核放入，七天內即可得到5公分長的硫酸銅晶體，以水晶膠包覆後達到保存效果。

本研究是將農業廢棄物—甘蔗渣作為原料製備活性碳，經由本團隊研究發現，以500℃碳化、950℃活化，C：KOH =1：2所合成之活性碳達到1335m²/g的比表面積。接著將合成出的活性碳進行染料吸附實驗，得出吸附甲基橙與亞甲基藍，熱力學皆較符合Langmuir 的單層等溫吸附模式；動力學皆較符合pseudo-second-order，因此推論化學吸附為主要吸附模式，且不論是吸附帶負電的甲基橙亦或是帶正電的亞甲基藍，皆有好的吸附表現。吸附量可達500mg/g及476.2mg/g，相對於活化前25.7mg/g及21.1mg/g提升近20倍。也可發現亞甲基藍的吸附量略高於甲基橙，因此推論本實驗所製備的活性碳表面帶有較多負電荷。最後，再將吸附飽和後的活性碳進行再生，考量經濟效益及便捷性，以酒精脫附會是較好的選擇，可達約50%的再生效率。

本研究以兩枚光柵（600條 / mm）、一0.5mW藍雷射光（450 nm）、兩台手機錄影偵測，搭配3D列印，利用自製螢光及吸收雙功能光譜儀，可迅速監控葉綠素的存在或分解，其中吸收光為排除雜訊，以光柵讀取450 nm的二次（second order）光，以Tracker軟體將光譜照片數位化。偵測一滴油30 μl的橄欖油的及時螢光光譜配合二次吸收光譜，分析2種品牌橄欖油中葉綠素遇熱分解過程，發現橄欖油中葉綠素遇熱呈現兩階段式分解。透射二次光隨溫度變化曲線，可用指數函數表示，揭示B牌橄欖油中葉綠素的熱分解係數僅為A牌的 (31.9/87.8) = 0.36倍，加熱到200℃保有21%葉綠素。橄欖油中的油提升葉綠素及類胡蘿蔔素的降解溫度。即時螢光光譜，顯示95℃時，A牌橄欖油中葉綠素含量是B牌的6倍。

由學校講座知道原來毛豆是黃豆的小時候，是同種植株。本研究目的是探討毛豆漿的營養成分。為了瞭解大豆生長過程，先進行實地踏查，再以自製不同品種的毛豆漿、黃豆漿與催芽豆漿進行實驗，本研究透過自製透光儀發現，毛豆漿的蛋白質含量與黃豆漿、催芽豆漿差異不大；利用本氏液檢測發現，與黃豆漿、催芽豆漿相比，毛豆漿中的葡萄糖含量略高，在總生菌數測試片上菌數較少；利用碘液檢測顯示，毛豆漿具有直鏈澱粉，易被人體消化與吸收，可以製作成毛豆粿製品。因此期許未來可以利用毛豆具有直鏈澱粉的特性，研發不同的毛豆製品，讓富含蛋白質與直鏈澱粉且營養豐富的毛豆，可以推廣給大家，擁有更多的應用價值。

目前正值疫情後時代食安及衛生與大眾的生活密不可分，日常所用之難以生物降解塑膠因環保及限塑法令應設法減量，故本研究冀望能實驗出市售保鮮膜之替代品。 研究使用醇沉澱法將回收之農業廢棄物過濾出果膠，再將果膠、海藻酸鈉、甘油、純水以比例1：1：4：100混合，可得不沾黏且易脫模之自製保鮮膜，再將其進行物理、化學性質、生物降解等測試，試驗其能於空氣中耐熱至少122 oC，會於85oC熱水中部份溶解；經黴菌生長測試13日發現其不會於空氣中生長黴菌；經拉力測試發現添加橘子保鮮膜拉力佳且優於PVC保鮮膜；經滲水實驗發現柚子果膠保鮮膜的滲水速度最慢；經掩埋測試三週後可完全降解，證明果膠保鮮膜可生物降解，對環境無害。