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紫外線照射與洗滌對吸濕排汗材料功能影響之比較

吸濕排汗產品大多數被應用於太陽光中紫外線強烈照射之環境下，目前除對其外觀顏色與的衰變有相關法規可進行洗滌測試外，在針對該類產品於紫外線環境下的功能性耐久強度與衰退程度的檢驗卻尚未有人進行。本試驗利用耐候紫外光試驗機 (UV2000)對樣本進行模擬日照能量加速測試，同時以洗滌測試之結果作為對照組，針對後續因應功能性中的水份管理與材質變化相關功能進行測試，對紫外線影響下的吸濕排汗產品之水份管理能力之探討。實驗結果顯示，以聚對苯二甲酸乙二醇酯 (polythylene terephthalate, PET)與聚醯胺纖維 (polyamide, NYLON 66)為樣本，進行洗滌測試與紫外線照射試驗後，紫外線影響織品樣本的水份擴散功能較一般水洗較為明顯，當水份擴散功能被降低時，很可能會影響接下來的水分蒸散之時間，並使排除水份的功能受到減弱，從而降低了吸濕排汗產品之功能。

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改善低溫二氧化鈦漿料應用在軟性染料敏化太陽能電池上

軟性染料敏化太陽能電池具有輕巧、可彎曲和方便攜帶的優點，但軟性基板與二氧化鈦(Titanium dioxide，TiO2)附著力較差且無法適用於高溫製程，使得電池轉換效率降低，因此本研究首先利用UV-O3和加壓的方式提高二氧化鈦和軟性基材ITO-PEN之間的附著力，來提升短路電流進而增加光電轉換效率。經研究結果顯示，經由150 kg/cm2的壓力加壓後的TiO2工作電極，光電轉換效率由1.30 %提升至3.84 %。從以上的結果得知，使用加壓後的工作電極因TiO2薄膜較為緻密以及與ITO-PEN之間附著力的增加，而能有效提升電子傳遞速率進而提高染料敏化太陽能電池的效率。第二部分為加入黏著劑二異丙氧基二氯化鈦增加TiO2與ITO-PEN之間的鍵結。經研究結果顯示，加入300 μL、0.5 M的黏著劑的TiO2工作電極，光電轉換效率可提升14.6 %。從結果得知，加入黏著劑增強TiO2薄膜與ITO-PEN之間附著力，使加壓後達到更高的效率。

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高效率水解產氫觸媒的開發

「氫」能源逐漸成為新興能源，而水電解是一種簡易方便產氫方法。水電解方式中薄膜電極為其中一種，而在水電解產氫過程中，觸媒層為影響電解水產氫速率中最重要的部分。 主要分為三個方向:Ⅰ.研究商業化催化劑以及自行合成新型催化劑比較，首先探討商業化的觸媒(20% Pt- Vulcan-XC-72)水電解，分析其鉑均勻分散於碳，大小約為1.5~5.5 nm，產氫速率約為6.23 ml/min。而使用石墨烯/鉑複合式奈米材料當成觸媒，探討不同的石墨烯/鉑的製程，其中在反應的過程中使用聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽當穩定劑，先吸附在氧官能基上形成一個活化位置，使的鉑因靜電作用力沉積在上面，其結果鉑也均勻分散於石墨烯上，大小約為4~6 nm，產氫速率約為3.67 ml/min；Ⅱ.研究水解產氫速率的條件，包含漿料隔水加熱所需要的時間以及質子交換膜在熱壓時的參數(溫度、壓力、時間)所造成的產氫速率影響，並且找到各自催化劑最佳的參數；Ⅲ.質子交換膜老化測試，檢驗水解膜的性能。 藉由傅立葉轉換紅外光譜儀(FT-IR)、穿透式電子顯微鏡(TEM)、X光繞射分析儀(XRD)來鑑定催化劑性質與使用掃描式電子顯微鏡(SEM)來檢測催化劑金屬在碳紙上的分佈情形，以及用單電池模組(single cell electrolyzer) 、老化測試(decay test)來分析水解膜性能。

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多壁奈米碳管複合材料應用於PET抗靜電劑之物性研究

本研究目標為製備一含奈米碳管且具透光度之可塗佈於PET薄膜抗靜電劑，在過去可塗佈上PET之抗靜電劑多為有機溶劑型，而近年來環保意識抬頭，將有機溶劑以水溶液取代將成為主流，且過去常使用的聚苯胺型及離子型高分子，雖都可具備抗靜電效果，但聚苯胺經過UV光照射會讓雙鍵斷裂使抗靜電效果下降，而離子型高分子其抗靜電效果受隨環境濕度影響，此篇論文採用奈米碳管複合材應用於抗靜電薄膜上即可避免上述之缺點，但如何製備可塗佈於PET基材的水性抗靜電劑之關鍵在於奈米碳管之分散性與奈米碳管抗靜電液與PET基材之浸潤程度，本實驗針對這兩點進行研究。 本實驗使用十二烷基苯磺酸(DBS)、聚氧乙烯壬酚醚(IGEPAL CO-720)及聚山梨醇酯80(Tween80)三種界面活性劑作為奈米碳管於水溶液分散劑，並探討此三種非離子型界面活性劑對奈米碳管分散性的影響，分散結果以粒徑分析儀及穿透式電子顯微鏡(TEM)分析鑑定，得知含有苯環結構之分散劑對於奈米碳管的分散性較佳。將分散良好之奈米碳管水溶液與水性樹酯摻混後以線棒塗佈法將其塗佈於電暈處理後之PET基材，並送至烘箱以60℃烘乾，其薄膜物性由四點探針量測儀、紫外光/可見光光譜儀(UV-vis)及掃描式電子顯微鏡(SEM)鑑定。結果顯示，表面阻抗值隨多壁奈米碳管的添加量增加而下降，當多壁奈米碳管的添加量為0.6 wt%時，表面阻抗值可降至107Ω⁄⧠，且膜片尚具有不錯的透光性。

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染料敏化太陽能電池之二氧化鈦光電極製程與影響效率分析

本研究係以二氧化鈦漿料利用網版印刷法在FTO基板上製備二氧化鈦薄膜，以探討不同厚度膜層與染料浸泡時間對染料敏化太陽能電池在光電轉換效率影響。首先，以正四丁基氧化鈦為前驅物的水熱法製成銳鈦礦相二氧化鈦（a-TiO2）粉末，另與α-香油腦、乙基纖維素及無水乙醇混合出油性漿料網印在FTO基板上，製備有效面積為0.16 cm2之光電極，並採高溫燒結方式製作四種不同膜厚（4、8、12及16 μm）的二氧化鈦薄膜，分別浸泡N719染料於各四個燒結時段(6、12、18及24小時)，最後用濺鍍法將Pt鍍至FTO基板上作為電池陰極，完成電池組裝並探討膜厚與染料吸附時間對電池光電轉換效率之影響。 實驗結果，經TEM及XRD儀器分析，自製粉末屬奈米級銳鈦礦相之二氧化鈦（a-TiO2）（粒徑大小約為20~30 nm）。為觀察膜厚與染料時間二者之間對於光電轉換效率影響，首先固定浸泡時間，改變光電極膜厚。結果發現膜厚為12 μm在4個不同浸泡時段內皆有較高之光電轉換效率，又以在浸泡染料24小時，其電池效率可達η = 8.32 ％之最佳表現。固定膜厚，改變浸泡時間。當膜厚增加至12 μm已是電池效率最大值；然膜厚增加為16 μm，效率不增反降。其中可得知，浸泡時間隨膜厚增加影響染料吸附，但並非膜厚增加、電池效率愈高，故此證明膜厚和染料浸泡時間對於光電轉換效率有直接的影響。

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離子液體效應在二氧化鈦奈米粒子的製備及染料敏化太陽能電池應用

本研究利用異丙醇鈦(TTIP)作為製備二氧化鈦前驅物，並在酸性條件下以水熱法製備具拉長的截斷四方雙錐體(ETTB)及片狀結構(NS)的二氧化鈦。在進行水熱反應前的二氧化鈦溶液中，加入不同陽離子的離子液體: 四丁基六氟磷酸胺 (TBAH)、1-乙基六氟磷酸吡啶 (EPH)、1-己基六氟磷酸吡啶 (HPH) 以調控二氧化鈦的結晶過程。在研究過程中，我們利用掃描式電子顯微鏡 (SEM)、X-ray 繞射儀 (XRD)、探討合成出的二氧化鈦奈米粒子的型態、結構、結晶相。研究結果發現，水熱完成後的二氧化鈦晶相為銳鈦礦相，而不同陽離子其立體阻礙與凡德瓦力的作用下與調控單一參數濃度對於二氧化鈦粒子的成形有明顯的影響，另外添加三氟乙酸(TFA)會降低(001)面之表面能與減少團聚的作用，進而使原先結構轉變成片狀結構的二氧化鈦及減少多晶聚合物產生。上述的片狀結構及拉長的截斷四方雙錐體之二氧化鈦也將製備成光陽極中的散射層，並應用於染料敏化太陽電池及展現顯著的光散射效果，本研究系統性的比較不同陽離子的作用力及組成參數濃度對於二氧化鈦型態的影響，並將製備而得的二氧化鈦應用於染料敏化太陽能電池及其對光電轉換效率的影響。

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回收錐管玻璃與螢光粉高值化技術之研究

本論文研究方向分為三部分，第一部分針對材料合成的觀念。本研究利用與錐管玻璃同質性高的奈米二氧化矽以類似自體包覆的方式進行實驗，透過表面觀測及TCLP毒性溶出試驗探討其內部鉛成份溶出之風險。最後所得到毒性特性溶出程序之溶出結果為0.72 mg/L，達到行政院環保署所訂定溶出標準鉛含量5 mg/L以下的目標。由實驗可證明經由奈米二氧化矽之處理技術，可使廢錐管玻璃中的氧化鉛等有害物質達到穩定化且不易溶出之目的。 第二部分則著重介紹以濕法冶金的方式對回收三波長螢光粉中的釔和銪進行提取，經由不同的酸（硫酸及鹽酸）在不同的浸出試驗中將金屬浸出。在一次萃取中，釔成分的酸萃率最高可達79.31%，而銪成分的酸萃率最高可達79.64%。而在二次萃取中，釔成分的平均萃取率約2.05%，而銪成分的平均萃取率約3.41%。本實驗證實硫酸對於釔的萃取效果較好，而鹽酸對銪的萃取效果則較佳。 第三部分主要是針對三波長螢光粉中的稀土萃取物應用於玻璃肥料進行研究。本實驗以燒結法及浸漬法製備稀土玻璃肥料，但目前只對其性質進行探討，後續將進行田野試驗測試玻璃肥料對於植物生長的實際作用。

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以原子轉移自由基聚合法製備溫度/酸鹼敏感型星狀聚合物及其藥物釋放應用

本研究利用原子轉移自由基聚合法成功合成出具有溫敏/酸鹼敏感型星狀聚合物，而研究目的在評估其作為藥物載體的可行性。合成分兩步驟進行，β-環糊精與2-溴丙酰溴行酯化取代反應，可得末端18.74個溴化物之核起劑，再利用此起始劑與溫敏單體NIPAAm和酸鹼型單體IAM以原子轉移自由基聚合法共聚合得星狀聚合物。 結果顯示，星狀共聚物相變化溫度隨IAM莫爾比例增加而溫度提高，共聚物在較低的重量百分比濃度及鹼性環境下，相變化溫度有提高趨勢；動態光散射儀觀察(DLS)到隨溫度上升粒子有縮小的情況，其大小約104nm至208nm，也發現隨環境pH值增加，共聚物鏈上弱酸基團被質子化，導致粒徑呈現較澎潤狀態。經由穿透式電子顯微鏡(TEM)影像顯示有加入IAM之共聚物會自組裝呈現核-殼分明圓形結構。藥物釋放實驗中，我們在四種不同環境條件下觀察，pH7.4及37℃環境下，含藥的聚合物整體累積釋放效果最佳，表示此載體可抵抗酸性環境下攻擊，能在人體腸道環境得到良好吸收，同時，證實此載體具有溫度及酸鹼敏感性，成為新型具雙重刺激反應功能型的藥物載體。

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聚四氟乙烯複合薄膜改善-膜強度提升研究

本研究針對興采公司所生產的膨體四氟乙烯微孔洞膜進行薄膜強度改善工程，並使其加工程序融入於興采現行之薄膜貼合體系中。基材為具有網狀結構的膨體聚四氟乙烯微孔洞膜(e-PTFE)，由於此微孔洞膜的網狀結構較鬆散，結點與結點間的纖維結構不完整，造成此微孔膜機械性質較薄弱，因此在膜上包覆改質劑，為四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)和撥水撥油劑(TG-6501)，經由該包覆材料比例的調整，將使纖維結構更為完整且緻密，形成膨體聚四氟乙烯複合薄膜，藉此複合薄膜提高機械強度。複合薄膜中之微孔提供透氣防水之性質，同時亦利用包覆材料之特性形成撥油性質。利用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)方式來確認此膜的網狀結構孔洞分布狀態；拉力試驗機判定膜強度的數值；並在透氣測試中確定改質後的膜能維持透氣效果。本研究在製程中選用不同種類與比例的改質劑、撥油劑，藉由物理修飾改質e-PTFE基材。

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真空與直接接觸薄膜蒸餾法於廢水中重金屬離子分離之實驗與模擬探討

薄膜蒸餾(membrane distillation, MD)為近來廣受重視的一種技術，其特色為具有低成本、可模組化、設備簡單且易於操作等多方面之優勢，常被廣泛應用於海水淡化、純水製備及廢水回收等。薄膜蒸餾原理乃是利用薄膜兩側的飽和蒸汽壓差為驅動力促使水蒸氣通過薄膜，進而達到分離的效果。本文將研究薄膜蒸餾法中的直接接觸薄膜蒸餾(DCMD)及真空式薄膜蒸餾(VMD)搭配市售之e-PTFE膜對於重金屬離子分離的效果。 本研究針對市售多種聚四氟乙烯薄膜(e-PTFE)以直接接觸薄膜蒸餾及真空式薄膜蒸餾針對廢水中常見有害重金屬離子進行分離，最後以Thermo iCAP Q ICP-MS及Perkin Elmer 7000DV ICP-OES進行檢測分析。進行分離之重金屬為錫(Tin)、銻(Antimony)、鉻(Chromium)、鎘(Cadmium)，根據以下不同之操作條件進行討論：(一)薄膜孔隙尺寸、(二)重金屬濃度、(三) 熱流體進口溫度，進而得知在不同條件下所得到市售聚四氟乙烯薄膜(e-PTFE)的滲透液純水產率與重金屬離子的去除率。