化學科

本實驗以不同類型酸作為蔗渣纖維素水解的催化劑，以及在不同反應條件(如：試液濃度、細菌分解)下，探討蔗渣纖維素催化水解的成效。本研究利用催化劑加速蔗渣纖維素水解成葡萄糖後，一部分溶液加入定量的斐林試液，觀察Cu2O(s)沉澱量變化，另一部分利用自製的旋光儀測定醣類的旋光度。進一步，想要利用催化效果佳的催化劑，改變操作時間及濃度，找出一個最佳的反應條件。同時利用最佳操作條件，改變水解液與蔗渣原料之比值，使蔗渣纖維素轉化為再生性能源能有效被利用。

有一次上美勞課時，老師做了一張色彩鮮明，圖案變化多端的紙張，原來是流沙箋。當時對「它產生了興趣，就向老師借了製作流沙箋的用具來做，原以為它的成份與廣告顏料及水彩相似，可是廣告顏料及水彩所製出的圖案卻沒有那麼美。因此我請教了老師，並和幾位同學，做了以下的實驗。

經濟部標準檢驗局公告 75ppm 以上的游離甲醛對人體的鼻黏膜、內臟器官、神經系統均有刺激作用；而國際研究癌症組織也已經證實，高濃度的甲醛對於受測試實驗的動物會引起鼻癌。因此，?了瞭解並分析市面上所販賣衣物甲醛的含量，在查閱相關文獻資料後，發現幾種可將高中化學教材內容所提及的課程，應用在檢測甲醛的方法上。一種是利用 Tollen’s Reagent 與醛類作用，可得羧酸及金屬銀之沉澱，再藉由銀的生成量推測甲醛的含量，簡稱 Silver Mirror Reaction。另一種是利用亞硫酸鈉與甲醛反應生成氫氧化鈉，再利用鹽酸進行滴定以計算甲醛的含量，簡稱亞硫酸鈉法。最後找出使甲醛被分離出的最佳反應條件，並研究甲醛定量滴定時，最能精確滴定甲醛含量的滴定方法，以及探討各種反應條件對檢測甲醛時可能造成的影響。

一天在同學的生日會上，用吹不熄的蠟燭來整壽星，覺得這種東西實在非常有趣，於是我們便想深入研究．．．首先我們探討何種燭芯的燃燒效果比較好，以及燭芯沾何種金屬粉吹熄後的復燃性比較好，再應用到「吹不熄的蠟燭」來改良，改良後，我們成功地製作出吹不熄的蠟燭。接下來探討完全燃燒的原理，並且成功的研發出讓酒精燈完全燃燒的裝置，以及利用實驗室裡簡單的器具所組合而成有趣的『打火機噴燈』，而且可以利用人工吹氣調整火力大小，非常好玩的完全燃燒的應用。還有吹不熄的蠟燭之逆向思考，成功的研發出另一種市面上所沒有的整人玩具－『點不燃的蠟燭』，這種蠟燭燭芯經過處理後，有氫氧化鋁、碳酸氫鈉…等沉澱在燭芯上，所以就會點不燃。但經過簡單的水洗或酸洗後，將沉澱在燭芯上的鹽類清洗掉，就可以恢復燃燒，如此一來就可以運用來整同學了，哈?哈?哈?酷啊！！

本研究探討糙米植酸的抗腐蝕作用，並開發為糙植凝膠成功用於鐵製品的防腐蝕。首先探討從糙米溶出植酸的最佳條件，再將糙米植酸塗佈在鐵片上，進行抗腐蝕試驗，除了自組裝電解裝置以通電測試隔離功效外，也利用市面簡易工具，改裝為除鏽及鹽霧試驗工具。研究結果顯示，糙米溶出的植酸液比黃豆及芝麻的植酸液對鐵片有較佳的防電化學腐蝕能力；糙米在pH11溶液加熱浸泡下，溶出的植酸含量最多，也較能防電化學腐蝕及鹽霧腐蝕，及固化鐵鏽形成保護層。根據糙米植酸液對鐵的耐腐蝕作用，我們自製了天然防鏽產品~糙米植酸凝膠，可長時間塗附著於鐵片上，防止鐵製品接觸水、空氣、及鹽霧後被腐蝕生鏽，可延長鐵製品壽命，是值得推廣的綠色防鏽產品。

十二水合硫酸鋁鉀（KAl(SO4)2．12H2O），又稱明礬，溶於水會解離出鋁離子，而鋁離子與水結合後會生成氫氧化鋁（Al(OH)3），此為膠狀物質，能與溶液中的細小雜質膠結，並沉降至底部，最後將吸附著雜質的氫氧化鋁濾出即可達到淨水的效果。我們分別設計了五個實驗，利用二氧化矽當作模擬汙染物，探討所設計的變因如何影響明礬淨水的效果，我們以整體水溶液的透光程度（單位為 Lux）作為判斷依據，此外還利用顯微鏡圖像觀測特定高度之水溶液的顆粒變化情形。

上了五年級，自然課更生動有趣了，特別是「氧和二氧化碳」這個單元更讓我們感覺到不可思議，太神奇了！心想改天碰到有人需急救，我們就可以自己製造氧氣急救了；但想到用解剖刀切到豬肝的那一慕，都讓我心有餘悸！可是想到老師平時不斷提到的做科學研究的目的就是尋找創造出對我們人類更有助益的事物，於是我們興起探討如何尋找吏合適的替代材料來製造氧氣的念頭，就在老師指引下，進行了一系列的探討！

本實驗以氮化鈦為基材，利用「水熱－化學電池法」製備網狀光觸媒薄膜，相較於傳統水熱法需高溫高壓環境，此方法可在低溫常壓下製備薄膜。XRD結果顯示，試片表面的氧化鈦膜應是以非晶形的鈦氧化物為主，僅部分試片會生成稀少的TiO2銳鈦礦相及金紅石相。以FE-SEM分析試片表面結構，發現生成的氧化鈦膜為網狀結構，其膜厚隨反應濃度增大或反應時間加長而增大，但膜厚有其極限，若反應時間過長，原本生成的膜會被溶液腐蝕。經過檢測，我們的試片有極佳的光觸媒性質：在分解亞甲基藍染劑的實驗，照射紫外光一小時後，亞甲基藍分解率可達30％，與文獻中結晶良好的銳鈦礦相二氧化鈦效果相近；在紫外光照射下測量其水接觸角，在30分鐘內可達10°以下，具超親水性。

在實驗中，我們利用光催化分解有機污染物，並探討其中的反應速率。以紫外光、氧氣及觸媒-二氧化鈦，對甲基藍進行一連串的光催化反應，並設計了四種變因，分別探討反應時間、甲基藍初濃度、二氧化鈦表面積和紫外光波長對反應速率的影響。最後再利用分光光度儀，測量反應後的吸收度，用比爾定律換算出反應後甲基藍的濃度，進行實驗的討論分析。 \r 由實驗得知，隨著反應時間的增加，甲基藍的濃度逐漸減少，但反應的速率卻也逐漸減緩。若反應物的濃度增加，造成碰撞的頻率增加，導致反應速率亦增加。因此反應為非勻相催化，甲基藍需吸附於光觸媒表面較容易進行光催化反應，因此觸媒表面積大小會影響光催化反應速率。若照射光子能量超越能帶差，光粒子數增加，反應速率亦會增加。 \r 綜合實驗結果及數據，因而推導出甲基藍的反應速率定律式： \r r = k [ MB ]0.15~0.30(ATiO2)1.7~1.9

作品取材多元化，包括生活化的題目，自然現象，環保。也有老題重作。很多己將高科技的技術應用到實驗中。 初小作品多屬生活化題材，尤其是熱門的兒童用品為村料，探討其奧妙，例如「結晶開花知多少」及「變色筆」。 高小作品己相當深入，水準高，比往年好，如「水上輕功─表面張力」，「放氧孩子」及「一元不鎚鎚」。 國中作品傾向生活化，如「瓦斯氣爆」，「陽明山溫泉對建材及植物影響」，「沙士冒泡」都是很有趣的題目。 高中作品題村有老題重作，但也有新的發揮如『廢電池改裝』，『 銀鏡反應 』，『 固體燃料 』 ，也有融入新的高科技技衛，如「為何草酸根離子無法分離鈣離子與鋁離子」及「偶然？必然，鉛樹形狀探討」。 有待改進有 1. 資料查詢不足 2. 研究時間太短。