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以溶膠凝膠法製備摻雜金屬離子之Li4Ti5O12鋰離子電池負極材料

對於鋰離子電池之負極材料進行研究，目前鋰離子電池廣泛採用的石墨類碳負極材料不可逆容量損失較大，而且存在安全性問題。Li4Ti5O12負極材料在Li離子嵌入及脫出的過程中，晶體體積幾乎不會發生變化，此材料具有循環壽命長及安全性高等特點，但過低的導電性及鋰離子擴散速率抑制了其實用性。 　　本研究以溶膠凝膠法合成材料Li4Ti5O12，首先改變煅燒溫度、煅燒升溫速率、煅燒維持時間進行合成，尋求製備出材料結晶性最佳之條件；第二步以同比例不同金屬離子摻雜在Li4Ti5O12上，進行電化學性能分析。 　　經由實驗結果可以得知，鍛燒溫度為800℃，鍛燒時間為14小時，鍛燒速率為4℃/min，擁有較佳的結晶性，在0.1 C及10 C放電速率下，未摻雜之Li4Ti5O12電容量可達152.2 mAh/g及58 mAh/g，摻雜鋁之材料為157 mAh/g及79 mAh/g，摻雜鑭之材料為160.2 mAh/g及112.6 mAh/g，摻雜鈰的材料165.6 mAh/g及122.8 mAh/g。

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以酸性萃取劑萃取稀土元素鑭(III)和鈰(III)之平衡研究

本論文是探討在25 °C下利用酸性萃取劑二(2-乙基己基)磷酸，以煤油為稀釋劑，分別探討萃取鑭和鈰單成分系統及鑭和鈰雙成分系統之萃取平衡實驗，將所得的萃取平衡數據，探討反萃取時所需氫氯酸濃度、pH值、萃取劑濃度等因素對萃取反應的影響。 由實驗數據可得，以酸性萃取劑D2EHPA萃取鑭和鈰單成分系統以及鑭和鈰雙成分系統平衡實驗中，鑭和鈰之萃取分配比會隨著萃取劑濃度及pH值增加而增加，並由圖解分析法可得有機錯合物組成。 在鑭的單成分系統中，所形成的有機錯合物為LaA3(HA)2和LaA3(HA)3。其萃取平衡常數為KLa32 = 0.0013 (kmol/m3)0.5和KLa33 = 0.029；在鈰的單成分系統中，所形成的有機錯合物為CeA3(HA)2和CeA3(HA)3。其萃取平衡常數為KCe32 = 0.0202 (kmol/m3)0.5和KCe33 = 0.075。 在鑭和鈰雙成分系統中，所形成的有機錯合物分別為LaA3(HA)2和LaA3(HA)3；CeA3(HA)2和CeA3(HA)3。其萃取平衡常數為KLa32 = 0.0023 (kmol/m3)0.5、KLa33 = 0.014和KCe32 = 0.0198 (kmol/m3)0.5、KCe33 = 0.033。其分離係數為：αCeLa = 3.0625[H2A2]-0.16。

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多晶矽晶片不同粗糙程度對太陽電池發電效率之研究

本論文為研究結晶矽太陽能電池之蝕刻技術。多晶矽晶片之粗糙化製程為太陽能電池前段製程中之重要步驟，酸蝕刻液對晶片表面的作用除了可以消除晶片在切割時造成切割損傷外，更可將晶片表面蝕刻成凹凸平面，降低陽光在晶片表面的反射，增加入射光量，提高太陽能電池之效率。 本篇內容主要針對不同蝕刻深度對轉換效率之影響以及不同抗反射層膜厚度對轉換效率之影響，最後將不同蝕刻深度與不同抗反射層膜厚度進行比較。依實驗結果顯示，整體轉換效率趨勢隨著蝕刻深度而變化，而各種抗反射層膜厚的變化趨勢並無蝕刻深度影響顯著。

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含蒽醌結構之聚醚醯亞胺與聚胺酯之合成與性質研究

本論文分成兩個部分，第一部分在探討以一新製得的二胺單體，名為2,6-Bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)anthraquinone，與各式芳香族二酸酐先進行開環加成聚合得到聚醯胺酸，然後再經由化學閉環或熱閉環方式得到具蒽醌結構之含氟聚醚醯亞胺。這一系列的含氟聚醚醯亞胺比相似結構不含CF3取代基團的聚醚醯亞胺具有較高的溶解性以及光學透明性。除此之外，這一系列含氟聚醚醯亞胺展現出優異的熱穩定性，它們的玻璃轉移溫度介於263-312 ℃之間， 500 ℃以上才會產生明顯的熱分解。我們也對這些聚醚醯亞胺進行了循環伏安及光譜電化學研究，初步結果顯示這些具蒽醌結構之聚醚醯亞胺是一種潛在的紅色陰極變色材料。 第二部分在探討兩種以蒽醌作為核心結構並含兩個三苯胺封端或咔唑封端的酯類衍生物的合成及其電化學和電聚合反應。將單體溶在具有電解質的溶液中，經過循環伏安法重複的掃描數圈後，聚胺酯薄膜會在ITO玻璃表面上逐漸生成，這些塗佈在ITO玻璃表面的高分子薄膜，擁有可逆的電化學氧化還原且伴隨著明顯的顏色變化。這些高分子薄膜的電致變色行為可藉由光譜電化學清楚地解釋，多次開關測試研究則用來評估電聚合薄膜的電致變色穩定性。

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以二(2-乙基己基)磷酸含浸樹脂吸附鉛(II)離子之平衡研究

本研究是在利用丁氧基乙醇(ethylene glycol monobutyl ether, EGMBE)為修飾劑，二氯甲烷為稀釋劑，二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)為萃取劑，大孔性樹脂Amberlite XAD-4爲載體，製備成的萃取劑含浸樹脂 (extractant-impregnated resin, EIR)，藉由改變其鉛離子初濃度、EIR量及溫度之操作條件，與硝酸鉛水溶液達吸附平衡後，探討金屬離子之吸附情形及吸附模式。 由實驗數據可知，最佳修飾劑(EGMBE)為4mL。吸附平衡時間大約為600分鐘。在不同濃度的硝酸鉛水溶液下，其鉛離子被吸附量隨著萃取劑D2EHPA含量的增加而增加，而pH值隨EIR吸附量的增加而降低。 由結果顯示樹脂萃取鉛離子的吸附模式適用Freundlich吸附等溫線來描述之。另外，實驗結果經由實驗圖表分析，萃取平衡常數分別為Kex25 = 1.0895*10-5及Kex26 = 2.3703*10-6 (mol/L)-0.5。在此系統鉛之ΔH° = 47602∼70607(J/mol)，ΔG° = -3163∼-4495 (J/mol)，ΔS° = 160.86∼260.77 (J/mol．K)。

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以亞胺基二乙酸螯合樹脂自硫酸鹽水溶液吸附鈷(II)和錳(II)離子之研究

本研究使用螯合樹脂Purolite S930Plus為固體吸附劑，吸附交換水溶液中的重金屬鈷(Ⅱ)和錳(Ⅱ)。藉由改變金屬濃度、樹脂克數及反應溫度並觀察水溶液pH值變化，探討其不同變數下吸附平衡的特性。 實驗顯示，鈷(Ⅱ)、錳(Ⅱ)的單成分溶液系統及鈷(Ⅱ)與錳(Ⅱ)共存的雙成分溶液系統的吸附平衡時間大約在600分鐘；且鈷(Ⅱ)與錳(Ⅱ)金屬共存的雙成分溶液系統下，發現樹脂對鈷(Ⅱ)的選擇性高於錳(Ⅱ)。而反應溫度上升，平衡吸附量隨著增加，但溶液中樹脂克數增加，平衡吸附量卻隨著降低。經離子交換平衡的數據以Freundlich、Langmuir 、BET等溫模式分析下，實驗結果較符合Freundlich等溫模式。最後由金屬離子吸附結果求得焓(ΔH°)、Gibbs能(ΔG°)、熵(ΔS°)值之熱力學參數。 在單成份硫酸鹽水溶液Co2+：ΔH°＝ 4521∼16231 (J/mol)，ΔG°＝ -6777∼-8383 (J/mol)，ΔS°＝ 40.03∼81.82 (J/mol*K)。 在單成份硫酸鹽水溶液Mn2+：ΔH°＝ 14546∼30104 (J/mol)，ΔG°＝ -5440∼-7033 (J/mol)，ΔS°＝ 70.91∼126.55 (J/mol*K)。 在雙成份硫酸鹽水溶液Co2+：ΔH°＝ 6060∼15641 (J/mol)，ΔG°＝ -4280∼-6627 (J/mol)，ΔS°＝ 35.90∼77.32 (J/mol*K)。 在雙成份硫酸鹽水溶液Mn2+：ΔH°＝ 14915∼19409 (J/mol)，ΔG°＝ -4895∼-6581 (J/mol)，ΔS°＝ 68.84∼87.58 (J/mol*K)。

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微過濾薄膜應用於簡易自來水之薄膜過濾效能與積垢研究

薄膜過濾技術是新興之高效淨水處理技術，不需藉大量添加化學藥劑即可有效地去除多項有機、無機污染物，增加適飲性，及控制消毒副產物及其前驅物產生。 本實驗以臺灣本島簡易自來水主要水源：山泉水、地下水、河水為主要探討對象，分析其不同原水內含有機物質及無機物質等複雜交錯物質對於薄膜之過濾效能之影響，針對不同過濾天數之薄膜進行取樣，並使用不同的藥劑清洗比對不同原水水質之有機物質及無機物質的積垢物趨勢。以物理性清洗可將大部份的可逆積垢移除，但為增長薄膜使用壽命，必需減少其不可逆積垢，故建議若原水水質中多醣類物質含量較高者，建議以化學(次氯酸鈉)清洗效果較佳；原水水質中腐植酸類物質含量較高者，以氫氧化鈉清洗者效果較佳。於本研究試驗之水源，以河水為進流水之最適清洗策略為物理及化學(氫氧化鈉)雙重清洗所得的效果最佳。以地下水為進流水之薄膜最適清洗策略為物理及化學(次氯酸鈉)雙重清洗所得的效果最佳。在連續過濾期間，菌類的衍生物可通過薄膜孔洞附著在薄膜表面孳生，加入次氯酸鈉藥劑清洗程序，即可有效的清除薄膜上所附著的菌類衍生物，且可使薄膜上含有次氯酸鈉藥劑，進行過濾就可以有效的阻隔大腸桿菌群與其他菌種。在處理總溶解有機碳含量極高的原水，則必需考慮鼓風機開啟的必要性，若進流水中含大量的厭氧菌，在未曝氣的薄膜槽會因溶氣下降導致菌數孳生。 最後，建議政府應於某些偏遠無自來水供應之地區輔導及協助社區興建簡易自來水設施，作為解決自來水無法配送供應地區的權宜之策。

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比較動態拉伸頻率對包覆於褐藻酸鈉水膠纖維中纖維母細胞生長與型態的影響

之前的研究發現，若將細胞包覆在褐藻酸鈉水膠之中，生長於褐藻酸鈉水膠纖維中的纖維母細胞，能夠有較快的細胞生長和較佳基因表現，但大多數的拉伸試驗都是將細胞種在材料表面，故本實驗將細胞包覆在5% RGD改質的褐藻酸鈉水膠中，並用快速原型系統製作成3D多孔隙支架，每天以15rpm及60rpm的頻率拉伸樣品1分鐘，而對照組則是靜態培養。於第1、4、7、14天，觀察細胞生長在不同環境下的細胞型態、增生、活性的差異。 在活細胞即時觀察影像系統下發現，實驗組及對照組的細胞會在纖維中移動。DNA定量結果顯示，第7天後實驗組的細胞比對照組生長的還要快。在早期（第1天及第4天）對照組的細胞活性明顯高於實驗組。隨著培養時間的增加（第7天及第14天），實驗組細胞的活性增加並超過了對照組的細胞。Live/Dead染色發現，細胞在1，4，7，14天大多是存活的。HE染色顯示纖維母細胞在拉伸後的14天內沒有明顯的細胞型態改變，但分散均勻，很少團聚。在第一型膠原蛋白免疫螢光染色觀察下，發現膠原蛋白圍繞著細胞，膠原蛋白也無增加的趨勢。

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金黃色葡萄球菌糖基轉移酶 SdgB 的晶體結構

金黃色葡萄球菌是一種重要病原菌。在過去20年，社區型和醫院感染金黃色葡萄球菌的機率大幅增加。宿主組織感染金黃色葡萄球菌時需要一種特殊的葡萄球菌黏附蛋白，其特色為都具有絲氨酸-天門冬氨酸二肽重複序列 (SDR)。致病性葡萄球菌會表達數種 SDR 蛋白質，這些 SDR 蛋白質會受兩個糖基轉移酶SdgA及SdgB的作用而產生高度糖基化。 本研究解析出金黃色葡萄球菌糖基轉移酶SdgB 的 native型結構。其蛋白質結構和典型的糖基轉移酶相似，但額外多了一段?-sheet 結構區域。將此蛋白結構與典型糖基轉移酶的結構重疊，我們發現其中有一個SO42- 的結合位置和典型糖基轉移酶的UDP 結合位置是非常相似的。此外，我們推論在此?-sheet結構區域及周圍的一些正電性殘基，如 Arg43、Arg47、Arg73、Lys92、Arg101、Lys118、Arg120、Arg132、 Lys134、Arg137 和Arg-150等，是與SDR 結合的重要殘基。總結來說，該結構提供了一個研究SdgB糖基化機制的機會。

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基於方塊導向模式與虛擬參考回饋調諧之非線性系統控制器設計方法

虛擬回饋調諧直接透過一組製程資料即可進行控制器設計，不需要識別程序模式，該方法乃針對線性系統所發展，但由於大部分動態系統都有非線性行為，因此傳統虛擬回饋調諧之實用性有限。本研究基於方塊導向模式，將虛擬回饋調諧延伸至非線性系統之控制器設計，所考慮的方塊導向模式包括Hammerstein、Wiener以及Hammerstein-Wiener非線性結構，而控制系統則是利用線性化控制架構，其中包含靜態非線性之反函數以及線性控制器。本研究利用B-spline函數來代表程序靜態非線性(或其反函數)，根據虛擬回饋調諧概念推導出非線性估計與線性控制器設計之演算法，本方法的優點包含：(1)只需一次性實驗即可進行控制系統設計；(2)線性動態模式識別是不必要的，只需估計靜態非線性；(3)非線性估計及控制器設計在執行上不必進行疊代或非線性最佳化步驟。經由模擬假想和真實非線性系統，本研究控制性能優於傳統虛擬回饋調諧及基於模式之設計方法。