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以使用過的綠茶茶葉與咖啡渣 萃取銅、鎘及鉛離子

資源回收沖泡過的綠茶茶葉與咖啡渣作為吸附重金屬的材料對於廢水中之重金屬具有良好的吸附能力；因茶葉與咖啡渣結構中帶有大量的羥基、胺基之官能基與纖維成分會與金屬離子形成螯合或離子吸附作用，且經過不同pH處理後的綠茶茶葉與咖啡渣更容易與重金屬離子形成螯合或離子吸附作用；所以本實驗是將綠茶茶葉與咖啡渣烘乾磨碎後找出適用的緩衝溶液並探討在不同緩衝溶液的環境中不同pH值對吸附能力的影響；於實驗結果得知銅、鎘及鉛離子吸附之最佳pH條件分別為: pH=5.3、pH=6.7及pH=4.8以原子吸收光譜偵測其量，綠茶茶葉對銅、鎘及鉛離子去除率分別為76%、87%及90%；咖啡對銅、鎘及鉛離子去除率分別為82%、90%及85%。 在不會產生沉澱的狀況下以最佳pH值對銅、鎘及鉛三種有毒金屬進行2.5 小時恆溫振盪吸附實驗，結果顯示在前1小時的吸附效果非常快速；綠茶茶葉與咖啡渣萃取銅、鎘及鉛離子的最佳時間分別為90分鐘與60分鐘；鎘的最佳時間分別為60分鐘與45分鐘；鉛為45分鐘與90分鐘吸附趨近平衡。 以真實樣品維萃取後再以1M硝酸酸洗的結果進一步證明綠茶茶葉與咖啡的吸附型態主要不是藉著靜電吸引，乃是藉由離子產生鉗合或吸附作用。由實驗結果之濃度取對數求得動力學關係式為ln〔A〕＝-kt＋ln〔A〕0，斜率k；得知實驗之反應速率為一級反應；本實驗只需以簡單的前處理過程資源回收使用過的綠茶茶葉與咖啡渣，應用在移除水中的重金屬是既有效又符合經濟效應。

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以水生植物從受污染底泥中移除重金屬 的探討

本研究是以桃園縣某工業區內承受水體為對象，對底泥及周遭主要生長植物舖地黍（Panicum repens L.）之根、莖、葉、節進行重金屬含量分析，以了解此環境遭受污染之程度，並探討舖地黍（Panicum repens L.）是否可作為吸附體，具有吸附重金屬能力。河底污泥及沉積物中重金屬是以酸消化法及事業廢棄物毒物特性溶出程序進行萃取；對舖地黍則是以高溫碳化法進行重金屬萃取，之後利用火焰式原子吸收光譜法檢測樣品中銅、鋅、鎳、鉻、鉛、鎘、銀、錳、鐵等九種重金屬含量。檢測時所建立之檢量線須作週期性之查核，以確認標準溶液之穩定度在相對誤差值 ± 10%以內；而同日間和異日間分析之相對標準偏差結果低於10%。 本研究結果顯示： （1）發現該區域底泥受重金屬銅、鋅、鉻、鉛等污染。 （2）舖地黍根部對重金屬銅、鎳、鉛吸收累積量之能力具顯著性；而植物地上部（莖、葉、節部位）對於重金屬鋅、鉻、錳、鐵吸收能力較根部具顯著性，但舖地黍對於銀之吸收能力卻不顯著。 （3）比較整株舖地黍中重金屬累積吸收量與底泥重金屬含量之相關性，發現舖地黍吸收重金屬鉻效果最佳，其次為銅。 本研究對植物吸附重金屬相關性及重金屬累積吸收量予以探討並說明舖地黍（Panicum repens L.）對富含重金屬銅、鉻之底泥可以說是一良好植物淨化體。藉此不僅可對河川復育技術之機制更清楚瞭解，以期對植物復育技術之處理機制提供參考，作為日後國內選擇底泥重金屬污染整治技術考量參考因素之一。

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崗梅葉部精油成分之研究

崗梅(Ilex asprella Champ.)，為冬青科的植物，在臺灣全境的平野及低海拔山區皆可見到其蹤影，具有清熱、活血、解毒、治感冒、頭暈、喉痛、蛇咬、百日咳等作用，也是製作涼茶常用的原料。 將新採的崗梅葉，經清洗、風乾等步驟後，進行水蒸氣蒸餾，再經溶劑萃取，鹼處理、水洗與濃縮等步驟，得其淡褐色的中性精油。中性精油經液相色層分析粗分，分成碳氫化合物和含氧化合物兩大部分，並使用氣相層析-火焰離子偵測器(GC-FID)、氣相層析-質譜儀(GC-MS)、傅立葉轉換紅外光光譜儀(FTIR)、核磁共振光譜儀(NMR)鑑定其化學成份。其中由碳氫化合物中單離出兩個化合物1,2-dihydro-1,1,6-trimethyl-naphthalene、kaurene， 而以GC-MS光譜鑑定12個化合物1,2,3,4-tetrahydro-1,1,6-trimethyl-naphthalene、copaene、τ-muurolene、α-muurolene、α-farnesene、 (2E)-3,7,11,15- tetramethyl-2-hexadecene、1,1,4a-trimethyl-6-methylene-5- [(2E)-3-methyl-2-4-pentadienyl]decahydronaphthalene、 (8β,13β)-13-methyl-17-norkaur-15-ene、rosa-5,15-diene、kaur-15-ene、heneicosane、heptacosane、octacosane。含氧化合物中單離出5個化合物β-ionone、1-(2,3,6-trimethylphenyl)-2-butanone 、farnesylacetone、isophytol、phytol，以GC-MS光譜鑑定15個化合物benzyl alcohol、α-methyl-α-[4-methyl-3-pentenyl] oxiranemethanol、β-linalool、p-menth-1-en-8-ol、(E,E)-3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-ol、1-(2,6,6-trimethyl- 1,3-cyclohexadien-1-yl)-2-buten-1-one、dihydroactinidiolide、 benzophenone、6,10,14-trimethyl-2-pentadecanone、methyl hexadecanoate、1-eicosanol、methyl (Z,Z)-9,12- octadecadienoate、methyl (Z,Z,Z)-9,12,15-octadecatrienoate、methyl octadecanoate、4,8,12,16-tetramethylheptadecan-4-olide。

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水性聚氨基甲酸酯奈米複合材料與 有機可溶聚亞醯胺奈米複合材料 的製備及性質研究

本研究首先自行合成出水性聚氨基甲酸酯、有機可溶聚亞醯胺兩種高分子，以及應用此兩種有機高分子分別與無機silica、黏土(clay)應用混成(hybrid) 技術，製備成高分子奈米複合材料。利用傅立葉轉換紅外光譜儀(FTIR)、穿透式電子顯微鏡(TEM)、X-ray繞射儀(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、凝膠滲透層析儀(GPC)、固態29Si核磁共振儀(solid state 29Si NMR)、1H 核磁共振儀(1H NMR)，鑑定高分子的結構與探討高分子奈米複合材料的形態(morphology)。 對於複材的防蝕性、機械強度、光學性質、熱性質、表面潤濕性與透氣性的探討，吾人分別利用了循環伏特安培儀(CV)、動態機械熱分析儀(DMA)、UV-Vis分光光譜儀、熱失重分析儀(TGA)、接觸角計(contact angle)與水氣穿透分析儀(VPA)進行研究。 綜合上述的儀器分析與測試，本論文之架構分為四個部份，第一部份討論一系列的水性聚氨基甲酸酯-黏土奈米複合材料測試結果，研究結果顯示，因未改質黏土的親水性優於改質後黏土，故未改質黏土在水性聚氨基甲酸酯高分子基材中呈現較佳的分散性，以致於在防腐蝕與阻氣性等各性質呈現較改質後黏土為優的結果。 第二部份敘述以水性聚氨基甲酸酯為催化劑，催化四乙氧基矽烷(TEOS)進行溶膠-凝膠(sol-gel)反應生成二氧化矽(silica)，無需外加催化劑，而能獲得聚氨基甲酸酯-二氧化矽奈米複合材料。 第三部份內容為應用一階段法合成有機可溶聚亞醯胺(soluble polyimide, SPI)，並將其與改質黏土以懸浮分散技術，製備成聚亞醯胺-黏土奈米複合材料(polyimide-clay nanocomposite, PCN)，且PCN與SPI相較，在防腐蝕方面PCN較SPI呈現明顯優異的效果。 第四部份是敘述製備聚亞醯胺-二氧化矽-黏土奈米複合材料，以及比較二氧化矽、黏土在聚亞醯胺高分子基材中的差異性。研究結果顯示由於顆粒狀二氧化矽的長/厚比(aspect ratio)較層狀黏土為小，因此在SPI基材中黏土含量的遞增及/或二氧化矽的遞減，有助於阻氣性與防腐蝕性的增強。

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聚苯胺/奈米碳管複合材料之合成與性質研究

本研究將合成一系列聚苯胺/奈米碳管複合材料，為了提升奈米碳管在聚苯胺中的分散性，首先將苯胺單體與奈米碳管進行熱迴流(reflux)反應，讓苯胺與奈米碳管表面產生化學鍵結(chemical bonding)，進一步加入氧化劑過硫酸銨進行聚苯胺的氧化聚合(oxidation polymerization)。所合成之複合材料以開放電路電位法(open circuit potential)來監測整個聚合過程，以拉曼光譜來鑑定複合材料之特徵峰，以穿透式電子顯微鏡(TEM)及掃描式電子顯微鏡(SEM)來觀察奈米碳管在聚苯胺中的分散狀態與表面之型態。在性質探討方面集中在熱性質、電性質與表面性質。在奈米碳管導入聚苯胺之後可有效提升熱傳導性質、導電性及介電性。在表面性質方面，少量奈米碳管的導入可大幅提升水滴的接觸角。另外，奈米碳管物理混摻聚苯胺之複合材料亦製備為控制實驗組與之比較。

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雙磷配位基中烷基鏈長度與 dtp 配位基鍵結模式對於 Cu 、 Ag 錯合物結構的影響以及 dsep 配位基與第十族金屬反應的結構與性質

藉由二硫磷酸配位基 (NH4)[S2P(OR)2] ( R = Et 與 iPr) (以下簡稱dtp) 以及雙磷配位基bis(diphenylphosphino)alkane [dppm = Ph2PCH2PPh2、 dppe = Ph2PCH2CH2PPh2、 dppp = Ph2P(CH2)3PPh2、 dppb = Ph2P(CH2)4PPh2 、 dppp = Ph2P(CH2)5PPh2] 與一價金屬起始物 [M(CH3CN)4]X ( M = Cu, Ag; X = PF6 , BF4) 在有機溶劑下反應後得到並分離出一系列少見的多核銅金屬簇錯化合物，如下所列：雙核金屬的 [Ag2(μ−dppm)2{S2P(OiPr)}](PF6), 15、三核金屬的 [Cu3(μ−dppm)3(μ3−Cl){S2P(OEt)2}](PF6) 化合物 2 與化合物 [Cu3(μ−dppm)2{S2P(OR)2}2](PF6) ( R = Et, 3a; iPr, 3b), 四核金屬的 [Cu4(μ−dppm)2{S2P(OEt)2}4] 化合物 4 與化合物 14 [Ag4(μ−dppm)2{S2P(OEt)2}3](X) (X = BF4 or PF6) 以及少見的六核金屬化合物 [Cu6(μ−dppm)2(μ4−Cl){S2P(OiPr)2}4](BF4), 5，更甚至於八核銀金屬 [Ag8(3–Cl)2(4–Cl)2(μ−dppp)4{S2P(OEt)2}2](PF6)2, 18b。 然而利用在反應時加入 [M2(μ−L∩L)2](PF6)2 (L∩L = dppe、dppp、dppb、dpppen ) 和 dtp 配位基，可以形成雙核金屬的 [Cu2(μ−dppm)2{S2P(OR)2}2] ( R= iPr, 1a; Et, 1b )、三核金屬的 [Ag3(μ−dppm)3{S2P(OEt)2}2](PF6) 化合物 12 ，四核金屬的[Ag4(μ−dppm)2{S2P(OEt)2}4], 11 與 [Ag4(μ−dppm)2{S2P(OiPr)2}4], 13，而當增加雙磷配位基上烷基的長度由 dppm 的 – CH2 – 至 1,2–bis(diphenylphosphino)ethane (dppe) 的 – CH2CH2 – 時，化合物除了形成一維方向的之字型高分子鏈狀化合物 [M(μ−dppe){S2P(OR)2}]n (M = Cu, 6; Ag, 16a, 17a) 以及三核金屬 [Cu3(μ−dppe)3(2–Cl)2{S2P(OiPr)2}2],7 外，更進一步地產生了二維空間的蜂窩狀結構化合物 [Ag4(3–Cl)( μ−dppe)1.5{S2P(OR)2}3]n (R= Et, 16b; iPr, 17b)，若將烷基的長度增加至 – (CH2)n – (n = 3, 4, 5) 的 1,3–bis(diphenylphosphino)propane (dppp)、1,4–bis(diphenylphosphino)butane (dppb) 、 1,5–bis(diphenylphosphino)pentane (dpppen) ，則可形成之字型高分子鏈狀化合物 [M(p∩p){S2P(OR)2}]n (M= Cu, 8~10; Ag, 18~20) 與 [Ag2(μ−dppb){S2P(OEt)2}2]n, 19b。在所有反應中除了3a 與 3b 是使用 THF 溶劑外其餘產物均在 CH2Cl2 溶劑下反應所得。 存在於 2, 5, 7, 16a, 17a 與 18b 結構中的 Cl 原子則是由溶劑CH2Cl2 中的 Cl- 離子所得，而藉由觀察上述這些化合物的反應可以發現，當提高金屬原子與 dtp 配位基反應的比例時(約為 1.5 : 1)，在 CH2Cl2 溶劑反應下可以較容易得到含有 Cl 原子的結構。以化合物 4 的形成為例，在此一結構中金屬原子與 dtp 配位基反應的比例約為 1 : 1 ，因此結構中並不含有 Cl 原子。化合物 2、16a 與 17a 的結構中顯示的是，含有一個由溶劑中所提供的 Cl 原子，此一 Cl 原子覆蓋在由三個Cu原子形成的三角平面上形成 µ3 的鍵結，然而相似的例子也在化合物 5 中出現，它顯示一個 µ4 的 Cl 原子覆蓋在由六個 Cu 原子所構成的三角柱狀體裡的一個四方形面上，化合物 7 的結構顯示出兩個橋接形式的 µ2 – Cl 原子，化合物 18b 中則存在著兩種形式的 Cl 原子 (µ3 與 µ4)。所有化合物中的雙磷配位基均是以 P 原子做為架橋來鍵結至金屬，而對於以硫原子作為予體的 dtp 配位基而言，在化合物中顯現出多種的配位模式：螯合形式(模式 I ) 的化合物 1b、6、7、16a、17a、18a 與 19a ，架橋形式(模式 II ) 的化合物 4 與 15 ，雙核金屬三連接模式(模式 IV ) 的化合物 11、13、 14 與 19b， 雙核金屬雙連接模式(模式 III ) 的化合物 12 與 13 ，三核金屬三連接模式(模式 V) 的化合物 2、5、16b、17b 與 18b，三核金屬四連接模式(模式 VI) 的化合物 14 ，四核金屬四連接模式(模式 VIII) 的化合物 4 與 5 以及非常罕見的三核金屬四連接模式(模式 VII) 的化合物 3 與 14。 然而在一些化合物中同時存在著兩種配位基 dppm 與 dtp ，因此產生了短於兩個金屬原子間 van der Waals radii 總合的金屬與金屬間的共價鍵，相對的，擁有較長且柔軟烷基的雙磷配位基，會較喜歡藉由反式 (anti) 的構形組成一維或二維空間的高分子。 二價的Ni、Pd、Pt 金屬離子在 CH2Cl2 的溶劑下加入兩倍量的 dsep 配位基，可以得到分子式表示為 M[Se2P(OR)2]2 (M=Ni, Pd, Pt; R= Et, iPr, nPr), 21a~23c 的單核金屬化合物，而這些化合物利用元素分析儀、核磁共振光譜儀以及單晶繞射儀來做結構特性上的鑑定。以 dsep 配位基來說，每一個配位基均是以螯合配位(模式 I ) 來鍵結至金屬並形成由 Se−P−Se−M 原子所組成的四元素環，而 P−Se 的鍵結長度範圍落於 2.149 至 2.254 Å，這個結果顯示 P−Se 的鍵結強度大小介於單鍵 (2.26Å) 與雙鍵 (2.09Å) 之間，且說明了負電荷於 PSe2 的部分是呈現未定域化的現象，而 P−Se 的鍵級為 1.5。此一未定域化的現象相同地直接反映在 31P-NMR 的測定上，藉由圖譜的結果得知 1JPSe 的偶合常數平均值為 615 Hz ，正好落於 P−Se 單鍵的 200~600Hz 與雙鍵的 800~ 1200 Hz 數值之中。 化合物 21a~23c 金屬中心的構型呈現為平面四方形，兩個四元素環所夾的角度範圍約為 86.23 至 89.27˚，由兩個相鄰的 dsep 配位基所造成的 Se-M-Se 鍵角範圍則是 90.73 至 93.77˚。分子單體 { M[Se2P(OR)2]2} 堆疊出的高分子型態是由於兩個 Se 原子間非共價鍵結作用力 Se•••Se 所產生。 三種少見的配位高分子 {Ni[Se2P(OR)2]2∙(bipy)]}n, 24、 {Ni[Se2P(OR)2]2∙(bpp)]}n, 25 以及 {Ni[Se2P(OR)2]2∙(bpe)]}n, 26 已被成功的合成並藉由單晶繞射儀來鑑定其結構，其中 bipy 為 4,4’ −bipyridine； bpp 為 1,3-bis(4−pyridyl)propane； bpee 為 1,2-bis(4−pyridyl)ethane。化合物 24~26 的分子整體表現為中性，金屬為八面體構型並藉由兩個吡啶配位基來做橋接，六配位的中心金屬 Ni(II) 分別鍵結著兩個吡啶配位基上的兩個 N 原子與 dsep 配位基上的四個 Se 原子，而 24~26 結構上的特性也同時反映在變溫的磁性測量上，最後的分析顯示化合物 24a 與 25c 的中心金屬間擁有弱的反鐵磁性。

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利用乳化聚合法製備聚甲基丙烯酸甲酯 / 雲母奈米複合材料及性質分析

本論文主要是利用乳化聚合法製備聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，並在製備過程中添加三種不同性質不同比例的雲母：1.ME-100，層間帶鈉離子(Na+)的改質雲母、2.MK-100F，層間OH基被氟離子(F-)取代的改質雲母以及3.已剝離的改質雲母。利用X光繞射儀(X-RD)與穿透式電子顯微鏡(TEM)證實雲母已在甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中呈現奈米級的分散。之後將合成出來的奈米複合材以熱重分析儀(TGA)、熱傳導與微差掃瞄式熱分析儀(DSC)來評估其熱性質。以GPA測試阻氣性質，並測試耐磨耗性。實驗結果發現，經由實驗合成出來的奈米複合材料不論是在熱分解溫度、玻璃轉移溫度、阻氣性質，或是耐磨耗性均能有效被提升。

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溶膠凝膠法製備五氧化二釩之鋰二次電池用陰極材料

本研究係探討以離子熔液(ionic liquid)為模板，利用溶膠凝膠法製備五氧化二釩之可行性及其性質。氮氣吸脫附曲線顯示，所製備之五氧化二釩屬於第三類型吸脫附曲線，且其比表面積會依VO(OC3H7)3/H2O/acetone/ionic liquid組成比例的不同而改變。從化學及結構研究中發現，所製備之五氧化二釩呈現低密度中孔洞之纖維狀形態，並含3.1到6.1莫耳的結晶水。在XRD鑑定其結晶結構方面得知，在室溫下製備出的五氧化二釩呈近似非結晶相，然而在4000C下燒結後，五氧化二釩呈斜方晶結構。電化學分析結果顯示，五氧化二釩之比表面積升高，其導電度及電容量隨之增加。此外，添加導電高分子PPy所製備之五氧化二釩(V2O5/PPy)，其氮氣吸脫附圖亦與所製備的五氧化二釩同為第三類型吸脫附曲線，顯示其有類似孔洞結構。電化學分析顯示，(V2O5/PPy)有較高的導電度且其電容亦高於純五氧化二釩。本研究顯示所製備之五氧化二釩及(V2O5/PPy)有成為電極材料之潛能。

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新穎燃料電池用鈉飛揚/中孔洞二氧化矽 質子交換複合膜之製備與特性研究

本研究主要探討以顆粒小尺寸化後之自製中孔洞SiO2 (M-AG)為添加物，製備Nafion/silica複合膜(M-AG/NF)之保水力、離子導電度、耐熱性、機械性質及其應用於燃料電池的影響 結果顯示，M-AG均勻分佈於Nafion基材中，M-AG/NF為一半透明膜。M-AG添加量為5wt% 之M-AG/NF複合膜保水力可達39%，較recast Nafion膜(RNF)之保水力提升77%。含M-AG之M-AG/NF膜材其SO3H官能基裂解溫度從RNF之300℃可提升至330℃以上，有效增加膜材之耐熱性。M-AG-NF膜在50℃獲得較佳導電度（1.55×10-2S/cm）為RNF之二倍。 本研究之M-AG-3/NF複合膜在70℃，操作氣體為H2/O2之質子交換膜燃料電池(PEMFC)性能測試顯示，其性能分別比杜邦公司之N212及N115提升了7.2%及64.5%。當使用Air當陰極進料氣體時，M-AG-3/NF複合膜性能比N212提升7.8%，可成為有潛力之燃料電池電解質膜。

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半導體量子點CdSe和CdSe/ZnSe之合成分析與性質研究

[摘要] 本研究主要是利用高溫熱裂解(thermal pyrolysis)的方式，在TOPO-HAD-TOP所建構的溶劑系統中，分別以氧化鎘和硒製備半導體量子點硒化鎘，以及再由硒化鎘為前驅物與硬脂酸鋅製備半導體量子點(quantum dots)硒化鎘/硒化鋅。製程中依據反應時間的長短來控制粒徑大小，並改變不同的鎘和硒莫耳數比來合成硒化鎘量子點。另外，將硒化鎘與發光材料Tb(TMHD)3-DPSO和OC1C8-PPV摻混，研究其光學性質上的差異。 在結構性質的部分，利用紫外光-可見光吸收光譜儀、螢光光譜儀，做光學上的分析及能隙、量子產率計算，以場發射掃描式電子顯微鏡、動態光散射粒徑分析儀，觀察粒徑大小及分布，並利用X光能量散佈光譜儀、X光粉末繞射儀，分析其元素組成及晶體結構。 由實驗結果顯示，硒化鎘量子點為wurtzite結構，屬於六方最密堆積，粒徑約為4-9nm之間，放光波長綠~紅色。隨著反應時間越久，顆粒越大，發光波長也將隨著粒徑而紅位移。當鎘和硒莫耳數比愈小時，波長會有藍位移現象，且可得到粒徑較小的顆粒、量子產率較高。經由硒化鎘包覆一層硒化鋅形成一核殼結構，明顯提升了量子產率。 最後，在硒化鎘摻混發光材料的部分，對Tb(TMHD)3-DPSO而言，可減少雜訊短波長的放光，進而讓材料放光更集中。反觀，對OC1C8-PPV而言，似乎降低了原本材料的吸收強度，不過真正的效果還是要製作成高分子發光二極體(polymer light-emitting diodes, PLED)元件之後，去做量測，才能進一步加以確認。