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化學科

PET與PLA共混材料之降解研究

目前從石油製造而來的傳統塑膠具有極難被分解的特性,而廢棄塑膠對環境及回收處理過程會造成許多汙染,已成為一項不容忽視的問題。實驗中利用日常生活中難以分解且極為氾濫的寶特瓶原料,聚對苯二甲酸乙二醇ploy ethylene terephthalate (PET),摻入具有生物可分解特性的材料聚乳酸poly lactic acid (PLA)。在固定PET之含量下,以不同比例之PLA進行共混後,製作成膜,以豬胰腺脂肪酵素Lipase from porcine pancreas,TypeⅡ (PPL)進行降解。 本實驗共分兩階段:第一階段實驗中,將共溶劑揮發製膜進行降解,但由於溶劑法所留下的孔洞,影響了降解速率;因此,在第二階段實驗中,改以熱壓的方式製膜解決孔洞問題,並進行降解。 結果發現:將PLA與PET混合後,確實可利用生分解材料PLA可被分解的特性牽引傳統塑膠材料PET進行分解,進而大幅度地減短PET分解所需的時間,而當PET與PLA皆為3% 時降解情況最佳。

醇水之蒸

在實驗中,我們將探討拉午耳定律的偏差現象,測定混合液體的蒸氣壓、混合後的反應熱以及一系列的醇類之間關係,再比較不同種類的溶液性質。藉由實驗結果試著解釋為何蒸氣壓為正偏差的酒精溶液,混合後體積會減少以及為放熱反應。我們也將測量數種物質,包括有、無揮發性的物質,固定濃度的混合液體,改變其溫度,觀察蒸氣壓,分析其中的關係,並藉由數據推出關係式,並試著預測其沸點。最後,我們在實驗中發現,不同濃度的酒精與水混合液中,在特定濃度時會有混濁現象,我們去模擬內部結構,探討混濁形成的原因,藉由巨觀的現象去了解微觀的實際情形,使我們有更多討論的空間。

小心「觸」電—PEMFC觸媒效能探討

燃料電池以鉑棒做為陰極和陽極,其價格昂貴且效能不理想。本實驗探究影響鉑與碳黑間的相關變因。由實驗結果發現最佳條件:鉑含量20wt%催化效率最好;而震盪時間會影響觸媒的分布,其中以震盪3小時表現最好;還原溫度可以改變反應速度,以80℃的效能最佳;還原劑的種類更直接地影響前驅物還原的效果,其中甲醇的還原力比乙醇高。經檢視觸媒的TEM照片,我們發現造成觸媒效能低落的元兇為「成核反應」,過多的鉑會聚集成塊而降低表面積;震盪越久使顆粒細小、表面能上升聚集成團;還原溫度高使得反應速率快,溶液中出現大量、細小的鉑晶核,使得鉑顆粒的表面積/體積比太高,非常不安定,讓其更容易聚集,也影響反應效率。

清者自清,濁者自濁

中國人的飲食文化和『酒』有著相當大的關係,原本每瓶 20 元的米酒現在要花 130元去買,未來加入世界貿易組織以後,則可能要 185 元,政府實在要多用心,以免消費者都買、賣私釀米酒,如果誤食了假米酒更是得不償失。

變形金「筆」~粉筆變身為環保電鍍裝置

學校製造的粉筆垃圾,工業、實驗室產生的硫酸銅(含銅)廢液,我們利用兩者執行教科書的電鍍實驗,並回收到純銅(紅銅)。 前半部的理論研究,我們製作出類似教科書電鍍裝置的「粉筆電鍍裝置」後,逐項討論可能影響其工作效率的九項變因(通電時間、通電電壓、硫酸銅濃度、粉筆長度、粉筆直徑、電極種類、電極埋角、電極深度、電極距離),並求得最佳數值。 後半部的應用研究,我們參考工業的電鍍作法,利用添加物使標準電鍍液(硫酸銅)改良為佳化電鍍液(硫酸銅+硫酸)。然後考慮粉筆垃圾的實際情況,製作出「實用型粉筆電鍍裝置」,並分別求出其使用標準、佳化電鍍液時,最大紅銅質量、最大通電時間、最大平均電流的數值與發生條件。

薄膜組成粒子間的競力秀

洗滌用的界面活性劑分散系,沾在管口用氣吹它,會生成泡泡,沾在對稱結構的框上,會產生特定形體的薄膜,雖然泡與膜是截然不同的形態,但影響各自形態的變因,可設計為比較分散系表面張力大小的方法,並藉以探討各種分散系表面張力與濃度間的關係,本研究中發現它們的變化趨勢,與分散質的分子結構有關;市售的皂類與合成清潔劑兩大類的分散系,濃度與表面張力的變化趨勢,恰好相反。在本研究還發現一個特別的現象,同種分散系在立體框上產生薄膜,其總面積大小與表面張力大小關係,和框的形狀有關;正立方體的框,薄膜面積愈大表面力張力愈小;正三角柱的框,薄膜面積愈大表面力張力愈大。

黑糖蛇~糖類燃燒變化之探討

黑糖蛇的製作原料是糖與小蘇打粉。糖含大量蔗糖燃燒受熱後容易燃燒不完全產生大量碳粒;小蘇打受熱產生二氧化碳的速度再配合糖燃燒不完全產生碳粒的速度,使得燃燒後的糖產生空隙,將剩餘的碳逐漸推出,看起來就像產生一條黑蛇。從實驗結果,我們發現產生黑糖蛇的三個關鍵---糖加熱的溫度要高、產生的碳粒要多、膨鬆劑產生氣體的速度要適中;因此糖和小蘇打粉的比例為4:1、配合酒精燃燒加熱的溫度就能製作出最長的黑糖蛇。

花汁的顏色變化與研究

在一次畢業旅行活動中,當我們在海邊觀賞洶湧的浪濤及一望無際的?田時,有位同學忽然發現─同一種一串紅,在平地和海邊的怎麼顏色不同呢?是否因為平地和海邊的土壤酸鹼性不同呢?於是取幾株同種的一串紅回家種,觀察在酸性、鹼性土壤中花瓣顏色的改變,並剪下一串紅幾株,插在酸、鹼及中性溶液中,觀察其花色的改變及凋萎的快慢程度。結果,種在酸性土壤或插在酸液中的,花瓣呈原來的紅色;在鹼性土壤或鹼液中的,呈黃色,且甚快凋萎。這些現象為什麼發生呢?產生了疑問,進而探討花汁的顏色受酸鹼溶液中和時顏色改變的規律性及花汁pH值差異的動機。

凍袂條~鋅銅電池之改進實驗

由理化課本 14-1 節中的鋅銅電池實驗,了解電池的基本原理,但是按照課本裡的實驗步驟進行實驗時,所量測到的電流大小不及 1mA(而且數字讀取不易),以及,課本所提的銅原子析出及鋅原子解離的現象也都不易觀察。藉由本實驗,探討出影響鋅銅電池電流大小的因素,主要控制於鹽橋傳遞電子的速度,於是進一步改進課本的實驗裝置,不僅使電流增加高達千倍,並且也明顯地觀察到,正(負)極裡原子析出(解離)的結果。

蘋果變了嗎?

現在蘋果很便宜,媽媽買了很多,我想明天是全天課,讓媽媽把蘋果削好,放在塑膠袋,吃過午飯再吃個水果吧!沒想到吃午飯時,打開塑膠袋一看,蘋果怎麼變了呢?跑去問老師,老師鼓勵我們自己研究看看,所以我們就和老師一起研究研究!