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PAHs化合物在黃金葛植物中分布特性之研究

多環芳香性碳氫化合物(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)為有毒的環境有機污染物，部分PAHs有很強的致癌性和致突變性，且結構穩定容易長時間停留在環境中造成累積的情況。針對去除環境中PAHs的研究已經有廣泛的討論，其中利用植生整治（Phytoremediation）去除土壤、污水、底泥中的汙染物也有不少研究，該方法為了解植物吸收的特性來去除常見的有機污染物。本篇選用臺灣常見的觀葉植物黃金葛，針對其根部吸收PAHs的累積特性以及轉移機制研究，進而了解黃金葛對於特定PAHs有達到植生整治的效果，藉由植物根系作用，吸收污染物質，並運送至地面以上植株部位，以鏟除植被方式達到除污之目的。 研究結果顯示Naphthalene在黃金葛植物根部中的濃度呈現不規則變化，而Fluorene有較弱的吸收累積，對於Phenanthrene 、Fluoranthene、Pyrene、和Benzo(g,h,i)perylene這四種PAHs有強烈的吸收累積。Phenanthrene 、Fluoranthene、Pyrene和Benzo(g,h,i)perylene這四種PAHs，皆有由根部轉移到莖部的現象，接著轉移到葉子的情況很不明顯，顯示PAHs在植物體中的轉移是受到限制的，綜合以上我們可以利用黃金葛根部強烈吸收以及轉移PAHs的特性來去除環境中的Phenanthrene 、Fluoranthene、Pyrene和Benzo(g,h,i)perylene這四種PAHs。 利用根部吸附模型的理論計算和實驗數據做比對，發現到添加最高濃度的PAHs水溶液(solution at the beginning 500μg/L)實驗值遠高於理論值且偏離線性範圍，推測高濃度的PAHs水溶液有毒害黃金葛的現象造成植物根部的PAHs濃度偏高，也許黃金葛根部對於Phenanthrene 、Fluoranthene、Pyrene和Benzo(g,h,i)perylene這四種PAHs的各別最大負荷濃度不能超過7505±575，13551±909，13680±1025，12612±1042 μg /kg dry wt。

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貴重金屬(釕、銠、鈀)修飾銅鋅基質觸媒於室溫啟動催化氧化性蒸氣甲醇重組製氫反應之研究

本研究使用共沉澱法製備支撐性Cu/ZnO觸媒、貴重金屬X/ZnO(X = Ru, Rh and Pd)觸媒和CuX/ZnO 觸媒，並以固定床觸媒測試四種不同甲醇重組為氫氣的反應 : 包含甲醇直接分解 (DM)，甲醇蒸氣重組 (SRM)，甲醇部分氧化 (POM) 和甲醇氧化性蒸氣重組反應 (OSRM)。測試結果發現，Cu/ZnO觸媒在POM與OSRM反應中顯示出此貴重金屬觸媒(X/ZnO)優異的活性；然而在POM和OSRM程序中，結合貴金屬的CuX/ZnO觸媒比Cu/ZnO觸媒在較低的反應溫度下啟動。CuRh/ZnO對於POM反應來說為最佳觸媒，且其可在423 K下展現高甲醇轉化率(CMeOH = 94.9%)、高氫氣選擇率(SH2 = 88.6%)和高一氧化碳選擇率(SCO > 10%)。此外，DM反應圖譜顯示CuX/ZnO觸媒比Cu/ZnO觸媒有更高的甲醇轉化傾向。這說明了在貴重金屬Ru、Rh和Pd加入之銅基質觸媒其POM反應中會引起甲醇直接分解而產生一氧化碳。 自發性氫氣產生過程已在本研究中被討論，其中CuX/ZnO觸媒可在室溫下啟動POM反應而CuRh/ZnO與CuPd/ZnO觸媒也可在室溫下啟動OSRM反應。在OSRM反應下的最佳觸媒為結合2%鈀金屬的銅基質觸媒 (Cu30Pd2/ZnO),且Cu30Pd1/ZnO與Cu30Pd2/ZnO觸媒皆可在室溫下啟動OSRM反應。對於Cu30Pd2/ZnO觸媒來說，OSRM反應的最佳條件為水醇比 = 1.3、氧醇比 = 0.5、溫度 = 483 K且GHSV = 60000 h-1。對於Cu30Pd2/ZnO觸媒來說，PdZn合金與SZC粒子的出現可改良反應穩定度與氫氣選擇率。 值得注意的是，在CuX/ZnO觸媒的同時監測X-ray吸收光譜中可顯示觸媒結構與反應活性的關係。同時監測X-ray吸收實驗清楚顯示出在POM與OSRM反應活性中，Cu(Ⅰ)物種為主要的活性位置。觸媒型態與表面特質可經由程溫技術與X-ray繞射實驗而鑑定。

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化學劑量計偵測低劑量伽傌輻射及紫外光偵測之研究

本研究為探討化學劑量計，分別針對弗利克劑量計及二氧化鈦計量劑進行詳細的探討。有關弗利克劑量計的研究，主要針對在低劑量的部份建立一套可以校正伽瑪輻射的系統，並探討環境溫度所造成的影響。另一主要的研究則是探討以二氧化鈦溶液劑量計來建立紫外光輻射劑量的可行性。 弗利克劑量計，亦稱為硫酸亞鐵劑量計，是一種最被廣泛使用的化學劑量計。此原理為利用亞鐵離子藉由鈷六十伽瑪射線被氧化為鐵離子。被照射後的弗利克劑量計，所吸收的劑量，可以藉由鐵離子的濃度變化來偵測與觀察並加以評估。研究指出，鐵離子的吸收強度與伽瑪射線的吸收劑量成一正比關係。傳統弗利克劑量計可以使用的劑量範圍為30-400葛雷。在本實驗中，主要研究劑量範圍著重在5-30 葛雷之間，並且測試其穩定性以及探討其再現性。 此外，本研究嘗試自行合成對紫外光輻射敏感的二氧化鈦溶膠溶液，其合成方法為：將異丙基醇氧化鈦加入無水酒精（當作分散劑）及鹽酸的混合液。經過水解的過程製備完成的二氧化鈦溶膠溶液，在紫外光射源照射下，二氧化鈦溶膠溶液的顏色由無色轉變為深藍色，而在580 nm的位置產生極強的特性吸收，且與紫外光的吸收劑量呈正比關係。在本實驗中，主要探討二氧化鈦溶膠粒徑大小對濃度的影響，並找出最佳濃度之二氧化鈦溶膠劑量計。同時，找出影響二氧化鈦溶膠劑量計之參數。 關鍵字：化學劑量計; 弗利克劑量計; 二氧化鈦溶膠劑量計

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過渡性金屬修飾銅鋅基質觸媒於室溫啟動催化部分甲醇氧化重組製氫反應之研究

Abstract The co-precipitation method was used to prepare CuZn-based catalyst with platinum, manganese, and alumina. Their activity were tested in a fixed bed reactor with four reforming processes, i.e., decomposition of methanol (DM), steam reforming of methanol (SRM), partial oxidation of methanol (POM) and oxidative steam reforming of methanol (OSRM). The Cu/ZnO catalyst always initiated the POM and OSRM reaction at higher temperatures (~ 200 oC) and expressed relatively poor activity at the reaction temperature below 200 oC. The higher initiation temperature of POM required by Cu/ZnO was attributed to its high feasibility to form inactive CuOx structures in oxygen environments. Cu30Ptx/ZnO (30 wt % Cu and x wt % Pt) catalysts were prepared by co-precipitation (CP) method. Fortunately, the Cu30Ptx/ZnO catalysts showed good performance in the OSRM at lower 200 oC. The Cu30Pt2/ZnO catalyst studied in the OSRM reaction had the highest conversion of methanol (C¬MeOH) and lower CO selectively (SCO) due to the reducibility of copper on the Cu30Ptx/ZnO catalysts would be enhanced attributed to existence of platinum. The in-situ XANES spectra of OSRM reaction over Cu30Ptx/ZnO shows that the conversion of methanol (CMeOH) would raise with the increment of unstable CuI species. A series of Cu30Mnx/ZnO (30 wt% of Cu and X wt% of Mn) catalysts showed high catalytic activity due to the formation of CuMn2O¬4 phase. The CuMn2O4 phase plays an important role in catalytic reaction. Prepared Cu30Mnx/ZnO catalysts were tested with a process of POM. Noteworthy, Cu30Mnx/ZnO catalysts can initiate POM reaction at RT and produces a hydrogen rich gas at a low reaction temperature of TR = 150 oC. However, the Cu30MnxZn catalysts showed deactivation after 50 hrs due to aggregation of catalyst in the high temperature or using for a long time. A series of Cu30Mn20Alx/ZnO (30 wt% of Cu, 20 wt% of Mn and x % of Al) catalysts showed high sustainability and durability in POM reaction attributed to the CuAl2O4 structure and avoids Cu sintering. The POM process exhibited a high methanol conversion (CMeOH >80%) but a poor hydrogen selectivity (SH2 < 90 %) and a high CO selectivity (SCO > 10%). However, time-on-stream experiments were performed at TR = 150 oC for a long time over Cu30Mn20Alx/ZnO catalyst and showed slight deactivation carrying out POM reaction for 80 hrs (CMeOH= 93 %). Thus, the Cu30Mn20Alx/ZnO catalyst was potential commerce and applied to PEMFC system in the future.

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二六族半導體奈米晶體的製備、鑑定及應用

中文摘要 本研究的目的是在找尋一個低毒性的半導體奈米晶體用以替代含鎘的材料。在本研究中，我們將內容分為三個部份。第一部分是合成與鑑定硒化鎘╱硫化鋅核殼的半導體奈米晶體。在這個部分，我們建立了一套成熟的系統，成功地合成粒徑大小從3.6 nm到6.9 nm及發光波長560 nm到610 nm的半導體核殼結構。利用吸收光譜推算其能隙大小介於2.09-2.28 eV，輔以電子顯微鏡用來觀察粒徑的表面型態跟大小。為了確定其核殼結構的存在，我們以電子探測微分析儀（EPMA）及電子能量損失光譜儀（EELS）鑑定結構中元素的分布，證實其核殼結構的存在。化學定量部份，以X射線能量散佈分析儀（EDS）做半定量，再以感應耦合電漿原子發射光譜分析儀（ICP-AES）做定量，因為前者為表面鑑定，測得的殼層結構元素相較之下較多。第二部份是合成與鑑定不含鎘的半導體替代材料，成功地合成出wurtzite的硒化鋅量子點。另外，由於摻雜過渡金屬不易，我們試圖去找到一些合理的原因去解釋這個現象。最後，我們設計了一個發光二極體（LED）的結構，並將我們合成出來的量子點材料利用旋轉塗佈在發光層中，探討其發光特性與轉換效率，發現效率與發光層的表面覆蓋率有相當大的關係。

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進一步改良吹氣捕捉系統搭配離子層析儀量測高鹽度樣品中銨離子濃度

吹氣捕捉( Purge and trap )技術常被廣泛應用於含有複雜基質的樣品前處理系統。利用吹氣捕捉前處理系統，可以先將銨離子與高鹽度的基質有效地分離，再利用離子層析儀( Ion chromatography )量銨離子濃度。本論文主要目的為改善前處理系統穩定性與提升系統吹除效率，並以雙膜層理論( Two-film theory )為基礎，發展出前處理系統之傳輸理論模型，進而求得氨的亨利常數對溫度的關係式。 探討影響吹氣捕捉系統之吹除效率之變因有：加入的氫氧化鈉濃度、吹除瓶液面的高度、氣體種類、吹除流速、吹除時間以及系統的溫度等。經過改良後的出垂捕捉系統在最佳參數條件下進行實驗，所得到的吹除效率可以從65 %提升至90 %，且其背景值由原先的40 ~ 60 ppb降低至20 ppb以下，使得在低濃度的量測上更具可信度。

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ABTS•+應用於毛細管區帶電泳進行選擇性線上自由基抓取物種偵測之研究

本研究使用自由基ABTS•+ (2,2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6- sulfonate))後衍生分析系統搭配毛細管區帶電泳(Capillary Zone Electrophoresis；CZE)分析具自由基抓取能力之抗氧化物。實驗主要分成兩大部份：前者為量測抗氧化能力之微量流洗系統建立，後者為毛細管電泳搭配此微量流洗後衍生系統之研究。微量ABTS•+流洗系統在線上偵測樣品抗氧化能力時顯示了高再現性與高靈敏度，偵測極限(S/N=3)約10 μM (進樣量100 nL)，且1小時內可連續偵測40個樣品，適合用來處理大量飲食樣品之監測。在毛細管電泳後衍生系統中探討了不同流洗緩衝液濃度、pH值、電壓等變因，在最佳化條件下ABTS•+試劑成功地與毛細管電泳結合，簡單有效地分離5種混合樣品 (benzoic acid, sorbic acid, L-(+)-ascorbic acid, D-(-)-isoascorbic acid, gallic acid)並能同時偵測其抗氧化能力，電泳分離時間不超過17分鐘，其抗氧化能力分析的偵測極限(S/N=3)約8 μM (進樣量50nL，使用414 nm為吸收峰)；測量值與文獻使用傳統UV測量方法相符合。整體而 言，此系統能夠有效分析測量樣品之抗氧化能力並應用於實際物種之量測。

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銅-胺基酸錯合物活化H2O2之研究：醛及有機酸的效應

摘要 　　本研究利用Cu(II)與自然胺基酸形成的銅錯合物，於25℃的磷酸鹽溶液中活化過氧化氫，並偵測反應中2-甲喹咻藍(QB)的初始氧化速率來探討銅錯合物活化過氧化氫效率。過氧化氫是種很強的氧化劑，在反應中能產生許多種活性氧化物種來分解QB，然而最主要的活性氧化物種為何，仍不得而知。故本研究藉由使用亞硝基二甲基苯胺(p-Nitrosodimethylaniline, PNDA)來觀察系統中產生OH●的多寡，以及使用3-甲硫基丙醛(methional)來觀察其對系統中QB分解反應的影響，methional是Cu(I)OOH●的清除劑，對系統中QB的分解速率有很明顯的抑制效果，故由實驗結果能確定最主要的活化氧化物種為Cu(I)OOH●，最後藉由methional對於一價銅與OH●生成的影響，推導出過氧化氫活化的反應機制。此外，系統中若有其他有機物質，例如：醛、有機酸時，則會對系統的QB分解速率有抑制的影響。 關鍵字：過氧化氫；銅錯合物；胺基酸；2-甲喹咻藍；3-甲硫基丙醛;亞硝基二甲基苯

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改善奈米二氧化鈦在水相中的分散性

本研究主要探討不同分散方法(包括超音波震盪法及紫外光照促進分散)對於奈米二氧化鈦懸浮液分散性質之影響。實驗中利用動態光散射儀(DLS)量測粒徑與界面電位變化及紫外光可見光光譜儀測定懸浮液吸光值變化，以進一步討論二氧化鈦在懸浮液中之分散性及安定性。探討實驗變數包括：二氧化鈦種類、光照時間、光照方式、超音波震盪時間、貯存時間等。比較未光照處理及光照處理分析結果，紫外光照能促進二氧化鈦懸浮液的分散性及安定性；結果顯示紫外光照能提升膠體的界面電位，促使懸浮液粒徑維持在200 nm以下，而且其UV-Vis吸光值也隨光照時間增加，此外，經紫外光照之樣品放置約一個月仍有不錯的懸浮性。在特性量測上，以BET、TPR、IR、XPS等儀器之分析結果與文獻對照，可知紫外光照後二氧化鈦使面OH官能基數量增加，使二氧化鈦與水溶液的濕潤性增加，促進二氧化鈦在懸浮液中的分散性及安定性。

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小動物雙光子斷層掃描系統之評估-蒙地卡羅模擬研究

本研究目的在以蒙地卡羅方法模擬雙光子斷層掃描(DuPECT)在小動物造影的表現。DuPECT是使用microPET的偵檢器以及SPECT常用的In-111核種，以期改善PET核種必須經由迴旋加速器產生的問題(成本高且核種半衰期短)，並且得到符合需求的解析度。In-111核種半衰期2.8天且99.995%會放出兩個能量分別為171keV及245keV的γ光子，利用microPET 系統的符合線路，可得每個In-111蛻變產生的兩個不同能量光子的同符事件(coincidence)，記錄其在偵檢器上的兩個位置，再利用其與多孔準直儀(multi-pinhole collimator)的兩條連線即可得一交點，因此，每記錄到一個同符事件便可得一個交點，此交點亦即核種發射的位置。在本研究中共設計5個實驗(pinhole孔徑的選擇、點射源在不同位置解析度之偵測、均勻度測試、活度定量測試以及衰減校正)以決定系統幾何及測試系統的各項特性。實驗結果顯示，使用直徑1.0 mm的點射源，在照野中心(CFOV)的解析度約為1.8 mm，靈敏度0.0295%，射源偏離CFOV越遠則變形的情況越嚴重，系統FOV為10 mm，均勻度約6.3%，由於隨機效應以及假影的影響，活度定量分析尚無法非常精確。模擬結果證明了DuPECT概念的可行性，只要能夠同時發出兩種能量不同的核種，即可使用DuPECT成像。目前的解析度與靈敏度尚未超越普遍使用的小動物核醫儀器，並且還有許多問題待改善，但現階段處於系統發展初期，未來將從多方面著手改善。