化學

Food safety was an important issue recently. Today sodium percarbonate was used to fake the vitality of shrimps to earn a good sell. However, it may cause harm to health because of the peroxides left over. To handle this problem, we set up two goals to achieve: detecting them and then removing them. In the past, the titration skill was an easy method for determining the concentration of H2O2. It not only spent too much time but also resulted in errors commonly. In this research, titanium sulfate and citric acid were used to prepare the colorimetric reagent. To measure the peroxides in water, several factors were controlled and the SOP for detecting and the calibration line for peroxides finally established. In practical, we turned the colorimetric reagent into the fast test paper which was easily for use. The other part of this research was to clear up the peroxides in water. We use titanium sulfate, hydrogen peroxide and citric acid as starting material via hot-bath method to prepare the nano-photocatalyst of titanium dioxide. Since the powder was inconvenient to deal with large amount of water. The powder-like TiO2 was further made into ball-shaped TiO2 in favor of water treatment and reuse. It was found that the photocatalytic performance of ball-shaped TiO2 was effective to be on duty for removal of the peroxides. In summary, this research provided two techniques to deal with the zombie shrimp. The novel method for synthesis of TiO2 catalyst and the preparation of colorimetric reagent for fast test paper were all in low cost. They had great potential to develop in marketing demand.

本研究製作可以容納鈉離子進出的宿主材料NaFe[Fe(CN)6]普魯士藍(Prussian blue， PB)，塗佈在鋁箔上製成陰極板，配合陽極鈉金屬板，壓製成二次鈉電池。本研究創新在於(1)使用PB 奈米微粒； (2)塗佈電極時添加鎳奈米微粒或銀奈米微粒，以協助充放電時的氧化還原反應效率； (3)陰極漿料置於 143 V/mm 電場下陰乾，推動立方 PB 以垂直於陰極板的方向排列，正向面對鈉離子的流動方向，提升鈉離子嵌入或脫嵌 PB 的效率。連續充放電循環，發現添加金屬奈米微粒或陰極板在電場下陰乾，均能有效提升電池電容量及穩定度。以 39 nm普魯士藍微粒添加 15% 82 nm 銀奈米微粒，在 143 V/mm 電場下陰乾 24 小時，電容量得以提升 3 倍，並在 50 次充放電循環後電容量未見衰退，維持在 90 mAh/g。

本研究提出一款新型硫化氫偵測之螢光探針，我們選用BTIC作為探針螢光主結構並藉由修飾上疊氮達成偵測硫化氫之目的。帶入設計上，利用PPH3形成與粒線體的電位差使其將探針帶進粒線體，最終進行粒線體內硫化氫之偵測與顯影。 目前本實驗已合成出螢光探針基本結構與側鍊結構，並初步檢測探針對於硫化氫的偵測能力，確認其能夠與之反應並有顯著螢光變化。另外，目前已成功接上側鍊，待純化出目標產物後將進行進一步的性質檢測，包括選擇性、靈敏性、及持久性。 最後，我們預計將探針實際進行生物顯影，做多個結構顯影的比對，確認本研究之成效。此外，我們希望此款螢光探針除硫化氫偵測外，還能夠進行生物機制探討或疾病細胞篩選的應用。

研究以自行研發之微小化電漿裝置，使用空氣作為主要背景氣體。電漿裝置內外電極的選用分別為不鏽鋼毛細管與銅線，並利用玻璃管作為裝置之介電質絕緣層，再以高壓產生器施加電壓至9.92 kV時，可於常壓環境產生穩定電漿。而後續探討電漿之UV光譜圖，與有機氣體通過時產生之變化，並利用FID與電漿裝置之層析圖比對，進而得出各樣品的滯留時間。本研究測試了空氣與氮氣兩種背景氣體，實驗裝置可達到1.5ng之偵測下限。研究進一步探究光觸媒與氣體之反應，發現可增強光強度訊號。電漿裝置具備微小化、價格低廉等特性，且可使用空氣作為載流氣體。

本研究利用在地取材的棋盤腳樹葉片經過高溫碳化後應用於鋰硫電池，並探討其電化學性能，並檢視其降低穿梭效應發生之成效。 利用三種不同碳化溫度探討溫度對棋盤腳樹葉結構的影響，由SEM圖中我們可以發現，隨著碳化溫度的升高，葉片表面呈現越光滑且越少雜質的樣貌，代表其碳化程度越高，導電性也隨著提升。電化學性能部分1000°C中間層在首圈0.2 C速率放電表現出1702.8 mA h g-1高電容量，而經過100圈0.2 C充放電循環後仍保有82.63%最高的電容保留率。在倍率性能部分，1000 °C中間層在1 C高電流密度下仍保有450.5 mA h g-1超高電容量，遠高於其他樣品。CV分析中可以看到1000°C中間層其還原峰重疊程度良好，且未發現較嚴重的偏移，代表其抑制穿梭效應能力較佳，且反應動力學良好。EIS分析中，1000 OC中間層具有最低的總阻抗，使鋰離子在高倍率時具有良好的導電性，是倍率性能提升的關鍵。

tosyl-indoly起始物是一種良好的兩性起始物，可以與雙鍵行環化反應，故本研究先使用tosyl-indoly起始物和chalcone起始物藉由鹼合成2-aryl-4-(indol-3-yl)-chromane骨架的產物，再改變tosyl-indoly起始物的親核基團，合成2-aryl-4-(indol-3-yl)-tetrahydroquinoline骨架的產物，並藉由改變取代基、溶劑、鹼和催化劑等變因，使2-aryl-4-(indol-3-yl)-tetrahydroquinoline的產率達到了97.5%，最後嘗試藉由脫去反應消除其中的掌性中心，使其具有軸手性。 產物具有三種生物活性結構：indole, chromane與quinoline，其中indole出現於生長激素與褪黑激素中，chromane出現於維生素E與兒茶素中，而quinoline出現於奎寧和塔克寧中，並且產物具有兩端基團巨大，無法自由旋轉的單鍵，使產物具有軸手性，故推測產物可以運用在醫學或不對稱催化中。

We elucidated the cause of the phenomenon, in which silver deposits on a bamboo charcoal when the bamboo charcoal is soaked in an AgNO3 water solution. From the experimental results, we considered that the hydrogen which is generated while the bamboo wood is carbonized is chemisorbed as C-H bonds on the surface edge of charcoal (the end of the carbon), and that these hydrogen atoms become hydrogen ions,which then reduce the silver ions and deposit silver. In addition, we created a graph of the mass of deposited silver versus the mass of charcoal, and the graph showed that the mass of deposited silver was strongly correlated with the surface area calculated from the mass of the charcoal. Besides, we showed that charcoal can be used in applications for the treatment of inorganic liquid waste, depositing metals from inorganic liquid waste by bamboo charcoals. Also, the charcoal is used for interior decoration because of its deodorizing effect and beauty. In our study, we create a work of art used silverdeposited charcoal with a motif of Karesansui (Traditional Japanese rock garden).

二氧化碳在大氣濃度中不斷飆升，進而加劇溫室效應。該如何降低二氧化碳的汙染成為一個重要的議題，而其中將CO2RR有很好的發展，運用電化學將二氧化碳經過金屬觸媒進行還原反應，得到的產物可以做為燃料電池的燃料來源或化工原料…等許多應用，被視為將來很有潛力的環保科技。 然而以銅做為觸媒雖然可以獲得多樣的產物，卻缺乏選擇性，因此我們決定以銀作為輔助，製作雙金屬觸媒，進行改善。 本實驗合成核殼結構的銅銀奈米粒子，並以碳黑作為載體，來製作金屬觸媒，可以防止銅在反應過程中氧化，並同時保留兩種金屬的特性。我們開始思考還原溫度如何影響雙金屬觸媒的生成，進而影響產物的選擇性。我們計劃以油胺油酸法合成銅銀金屬觸媒，改變溫度條件，並嘗試不同的金屬比例，尋找提升效率的最佳反應條件。

研究使用化學液相沉積法製作摻鋁氧化鋅(Zn1-xAlxO，x=0、2%、4%、6%)奈米線於染料敏化太陽能電池上，研究摻鋁氧化鋅奈米線之晶體結構、光學及染料敏化太陽能電池特性。結果顯示摻鋁濃度4%之氧化鋅奈米線具有最佳(002)結晶相及奈米線直徑及長度，也具有最佳太陽能參數為:開路電壓0.683V、短路電流4.56mA、填充因子52.3及轉換效率1.62%。因為鋁離子取代鋅離子時，可改變氧化鋅晶格結構降低缺陷密度，使奈米線的直徑及長度增加，提升染料的吸附量，並降低能隙使電子與電洞復合機率降低，大幅提升光電轉換效率。然而摻雜過量的鋁離子6%時反而導致晶格產生扭曲，導致晶格內缺陷密度增加。從這研究可了解摻雜鋁元素對於氧化鋅奈米線之染料敏化太陽能電池影響，未來希望能研究其他參數進而改善染料敏化太陽能電池之發電效率。