化學科

本研究使用巴克球(C60)或巴克球衍生物(PC61BM)作為主催化劑，發光基團(DTBT)作為副催化劑，兩者混摻成複合催化劑並進行各種變因調控，製成催化效果最佳的有機光觸媒，應用於還原二氧化碳生成有用的燃料，達到開發再生能源與減緩溫室效應的目的，另外也可以應用於殺菌與分解汙染物。 利用氣相層析儀進行二氧化碳還原產物的定性及定量分析，複合催化劑光催化二氧化碳還原產物以一氧化碳為主、甲烷為輔，主、副催化劑混摻的催化效率遠優於單一催化劑，複合催化劑的主催化劑選用PC61BM優於選用C60，DTBT與PC61BM混摻莫耳比為1：1時一氧化碳的產率最佳，而莫耳比為2：1時甲烷產率較佳，若在反應瓶中添加氫氣或增加水量，皆有助於提高甲烷的產率。

在一次理化實驗課上，做有關上壓力的研究時無意中發現，內管之硫酸溶液，會經由塑膠片中之小孔滲出，但一段時問後則又停止，且此現象反覆進行著，似乎有週期性的變化，這奇特的現象引發了我們對於本實驗的研究動機。

水質的好會直接影響身體的健康，而在工商業發達的今天，人們生活忙碌，燒開水是一件費時又耗費能源的事。目前台北市的自來水雖然經過過濾消毒等處理，然而水廠送出的水經過漫長的管路及屋頂的水塔，難免受到汙染而不能安心生飲，現在電視廣告宣傳濾水器可慮去水中的色素、雜質、怪味等其效果如何？等問題均與我們日常生活關係極為密切，奶引起我們著手蒐集研究的興趣。

在本項實驗裏：1. 我們利用自製的封口攪拌器，繪出「醋酸鈉的溶解度曲線」；並且證明：決定醋酸鈉的溶解度數據，蒸發掉的水量為不可忽略之因素。2. 我們利用所得到的醋酸鈉溶解度資料，求出 「當1 克的醋酸鈉晶體析出，將伴隨著放出20.07 卡的熱量。」3. 以粒子觀點為基礎，我們設計了多項實驗以驗證：低濃度的過飽和溶液，實際上具有極高的安定性。即使搖晃溶液、溫度驟變也不致析出晶體；且有效晶種（ 直接或間接提供的 ）必須是醋酸鈉本身。4. 我們利用電解法精製過飽和溶液。並且發現：電解過程中，電流逐漸變小且最後幾乎等同於電解醋酸鈉飽和溶液。5. 我們匯集上述之實驗結果。在低成本的限制條件下，製作出兩種不同用途（ 教學用、取暖用 ）的熱包；並且，提出 自製量熱器、自製電解裝置 在理化教學上的可能助益。

夏天上課，汗水直流！「同學！你怎麼都不熱？」「我有冰包，輕輕一壓，立刻透心涼！」「那裡而裝的到底是什麼？」於是，心裡不禁起了一探究竟的好奇心理！

我們常認為，鹽類在水溶液中皆為完全解離，但事實果真如此嗎？於是在課餘之暇，利用高中化學實驗八「凝固點下降的測定」來探討電離子(α)與濃度的關係。結果顯示，在稀薄溶液下，電離度似乎維持在一定值，不再隨濃度變化而改變；但根據德拜胡克爾(Debye-Huckel)學說，此結果有相當誤差。於是我們想到電解質水容易具有導電能力的特性，故利用電導度來探討某些鹽類其電離度與濃度的關係。

在國中化學課第十三章電解質時，我們同學之間起了爭論，有人說他在坊間參考書裹所作的題目，都提到電解質是：「愈稀愈容易導電」，可是在第九章作水的電解實驗時，加入幫助導電的硫酸，卻明明是所加的量愈多，電解生成氣體的速率愈快，也就是說：「愈濃愈容易導電」，這到底是怎麼一回事呢？求教於老師，老師說：「要討論一個問題，必須對於問題的『 內涵 』(In- tnsion)和 『 外延 』 (Extension)弄清楚，特別是在科學上，一種原則或性質上的敘述，必需要先了解它的 『 定義 』 ，研究它的 『 變因 』 ，再尋覓一種具體而簡單的 『 模型 』 來解釋它，這樣對問題才能深入，才不致於一知半解、似懂非懂、人云亦云；現在問題既來，你們已經有了相當的理化基礎，何不親自動手 『 從做中去學 』 呢？」於是我們幾位同學，就在老師的指導下，開始來「實驗以驗實」。

“釀甘藷酒”這個實驗真的非常的簡單，只要把“酒釀”丟進甘藷中讓它“發酵”就可以了。不過，釀酒的過程中，還是會遇到一些小問題，可是我們都很聰明，都懂得運用以前所學過的化學實驗方法解決在釀酒過程中的一些問題。我們對鄉土的特產「甘藷」有一種非常特別的感情，它的品種有很多，最常見的有甘藷台農57 號(黃色肉)、甘藷台農66 號(橙色肉)、甘藷台農71 號(葉用甘藷)、及紫心甘藷（俗稱芋仔甘藷，但是它並不是芋頭和甘藷的雜交種，只不過是紫色的甘藷罷了！）我們還親手種了甘藷盆栽，看著甘藷一天一天的成長，讓我想起這七、八個月來……..鹽水浴法和甘藷天然指示劑是我們自己發明的實驗方法(沒有人用過的呦！)。鹽水浴法是由於我們進行蒸餾時，覺得非常的耗時，可是我們都不知道要怎樣解決，結果有一天，我們忽然想到，在自然科(南一版)第五冊“水的變化”中，學過在冰水中加鹽溫度會下降，那麼如果在沸水中加鹽溫度是否會也會改變，所以做了個實驗，發現溫度真的會上升，就解決了這個問題，非常的高興。紫甘藷天然指示劑是為了觀察紫心甘藷在不同的酸鹼度的溶液中是否會產生不同的顏色，因而意外發現，紫心甘藷顏色變化多端，簡直跟彩虹沒什麼兩樣，真的使我們感到非常的興奮！釀造酒過程中，很容易變酸，只要加入鹼性物質的東西就可以降低酸度，例如：碳酸鈣、烘焙用蘇打粉、媽媽吃的鈣片等……用心觀察、提出問題、蒐集資料、提出假設、實驗證明是我們解決問題的過程，在每一步驟的探索中我們都獲益許多，我們原本以為只要做實驗就可以了，結果我們練就一身的魔法，解決許多疑難。

自由基是一個帶有不配對電子的化學單位，根據近代化學動力學的研究，自由基常為中間過渡產物，本研究利用氫氧自由基與其他化合物的反應以間接檢測氫氧自由基的存在。研究者由文獻資料分析，先選用二甲基亞?(dimethyl sulfoxide, DMSO) 做為氫氧自由基捕捉劑，而DMSO可與氫氧自由基發生反應產生甲醛，並利用簡易檢驗醛類之方法間接推測自由基的濃度，以此檢測法測試光觸媒是否產生氫氧自由基。除了對DMSO的研究，本研究重新定義自由基捕捉劑，研究者藉氧化還原電位找出分解氫氧自由基的理想催化劑-Co2+、Ag+，並利用自由基分解所得之產物-氧氣，來定量自由基的存在量。

記得小時候去鄉下時，曾見過外面積水容器內有腐爛的葉子，其葉脈清晰可見，而容器內有許多小蟲，天真的我一直以為那是小蟲子吃掉葉肉，才造成葉脈顯露出來，直到我看了相關書籍後，才曉得真正的原因，也因此興起我研究的樂趣，於是，在老師的帶領下，我們幾個好奇寶寶便開始我們的研究之旅。