中原大學化學系學位論文
中原大學,正常發行
選擇卷期
- 學位論文
本論文提出以最簡單、快速的化學反應，合成Fe3O4奈米磁性粒子之研究。奈米粒子的製備可約略分為三大類，第一類為雷射消熔法(Laser ablation method)；第二類為金屬氣相合成法(Metal vapor synthesis method)；第三類為化學法(Chemical solution method)。本實驗利用微波水熱法合成Fe3O4奈米磁性粒子，使用二價氯化鐵（FeCl2．4H2O）與三價氯化鐵（FeCl3．6H2O），加入沉澱劑NH4OH以及利用改變溶液濃度來控制Fe3O4奈米磁性粒子之大小。在製程中二價氯化鐵（FeCl2．4H2O）與三價氯化鐵（FeCl3．6H2O）兩者間的莫耳比必須是1mol:2mol，反應溫度在120℃和180℃，反應器裡的溶液量約在5ml。0.075M Fe3O4奈米磁性粒子中得知粒徑大小約都在10nm左右，0.15M的粒徑約在15~20nm之間，0.3M的粒徑約在20nm左右，0.45M則也約在20nm左右。粒子間因作用力和磁性的關係，使得粒子非常容易產生凝聚現象，以至於無法利用粒徑分析儀觀察各濃度得粒徑分佈情形。
- 學位論文
於桿狀病毒昆蟲表現系統中，利用RhPV 5’ UTR IRES構築出一個可轉譯雙基因的表現載體。重組桿狀病毒中包含了紅螢光 (DsRed)及綠螢光基因 (EGFP)，其基因分別位在RhPV 5’ UTR IRES的上下游區。紅螢光基因藉由Cap-dependent translation之機制所轉譯；同時地，綠螢光基因由IRES-dependent進行之後的轉譯，兩者轉譯機制不同。將此所選殖出的Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) 重組病毒感染於Spodoptera frugiperda 21 cells (SF21)時，可在晚期強勢啟動子(polyhedrin promoter)驅動下同時生產出兩種蛋白質。為了要更進一步拓展此雙效表現載體的應用性，我們利用此方法結合可與胞器專一性標定的螢光蛋白，發展出一套可以同時標定不同胞器之技術。由先前文獻中 (Tao et al.,1997) 得知，AcMNPV之膜蛋白 ODV-E66的N端前23個胺基酸，能有效率的將蛋白質運輸至細胞核內膜上。我們將此23個胺基酸融合至紅螢光基因，使其做為標定細胞核的紅螢光蛋白。另外我們也發現將分泌性蛋白與綠螢光蛋白融合在一起時，綠螢光可拘留在細胞膜上，此可做為標定細胞膜的的綠螢光蛋白。此些重組病毒分別命名為 vAcNLSDRhirE 及vAcDRhirS-E等。藉由IRES可同時轉譯兩種蛋白質的特性，我們成功的標定出細胞膜，細胞核與細胞質等區域。證明細胞核與細胞質可同時地被不同的螢光蛋白所標定，利用此生物螢光標定不同胞器的技術可取代以往用化學藥劑或是抗體進行染色的方式。除此之外，也可以利用此技術觀察到細胞內的生物活動。結果證明，確實可以有效的利用RhPV 5’UTR IRES同時表現不同胞器之標的蛋白。
- 學位論文
在本論文中，主要著重於環氧樹脂在奈米複合材料的應用探討，以及環氧樹脂在孔洞性材料領域的發展與性質研究。 並分為下面兩個部份︰ 第一部分，研究兩種改質型黏土在環氧樹脂基材中造成插層或脫層分散效果的不同。 材料製備是採用三個環氧官能基的環氧樹脂與T-403進行典型的開環加成反應，而改質型黏土則是採用原位 (in-situ) 聚合方式均勻分散在基材中，形成環氧樹脂／蒙脫土奈米複合材料並做一系列的防腐蝕能力、氣體阻隔特性、熱穩定性、耐燃性質和機械強度等測試。 由於Φ3P+-C12改質型黏土在環氧樹脂基材中具有好的分散性，相對於Me3N+-C16改質型黏土而言，可以提高環氧樹脂複合材料的氣體阻隔特性 (例如︰水氣與氧氣)，進一步提升TECP系列(環氧樹脂與Φ3P+-C12改質型黏土奈米複合材料)的防腐蝕能力、阻隔特性、熱穩定性、耐燃性質和機械強度。 第二部份，針對環氧樹脂發展成為孔洞材料的研究。 雖然環氧樹脂具有非常高的功能性且在阻隔材料的應用性上扮演重要的角色，但高介電值 (3.8〜4.5) 的缺點為環氧樹脂所擁有，這是高效能塑膠材料必須克服的。 根據文獻指出，具有孔洞性材料可以降低材料的介電常數，因為基材中的空穴存在著介電常數1的空氣。 本研究概念源自於「溶劑鑄造鹽洗法」與「分子模印技術」，利用模板分子poly(ethyl glycol), PEG添加於環氧樹脂中，當環氧樹脂進行開環聚合後再將PEG運用萃取方式取出而得到具有孔洞性的環氧樹脂。 由介電測試得知，其介電常數隨著孔洞數目增加而降幅從4.11至2.89，此外，介電損失也因孔洞出現下降到0.03，這現象似乎說明此孔洞材料擁有「絕電」的能力。 另一方面，“阻隔”是一種特性，可以用來解釋物質 (例如光、電、熱…等) 穿透行為受到隔絕的程度。 先從材料外觀來看，由一透明塊材歷經萃取後轉變為光線無法通過的基材，利用反射式UV結果了解，當孔洞存在於材料中可以降低其透光度，因此在隔絕光線是不錯的應用。 在熱傳導測試數據可以分析，熱傳導與熱擴散特性同樣隨著孔洞數目增加而減弱，這項特質將把孔洞性環氧樹脂發展成為一個好的隔熱材料。
- 學位論文
多氯聯苯(Polychlorinated Biphenyls，簡稱PCBs)多年前在台灣曾引起相當嚴重的公害事件，而它的安定性也使得它難以被破壞分解。我的研究內容主要是結合超臨界流體技術、零價鐵和連線方式。利用超臨界流體優秀的萃取能力，結合零價鐵的還原能力，將多氯聯苯萃取並還原成較無毒性的聯苯，輔以連線方式增加效率，最後使用GC-MS做為偵測儀器。 實驗方式是將多氯聯苯注入裝滿零價鐵粉的反應槽中，加熱至指定溫度後反應1到4小時，再利用超臨界二氧化碳將它萃取出來。研究結果顯示：在溫度190℃以上時，反應始有較明顯的作用；而當溫度升到300℃時，4小時的反應時間即可將95%的多氯聯苯完全還原成聯苯。 而使用連線法的實驗方式是將多氯聯苯注入海砂中，反應槽中裝滿零價鐵粉，將萃取槽和反應槽串連，以萃取-還原-萃取的過程將多氯聯苯還原成聯苯。研究結果表示：在300℃、反應時間4小時、壓力200 atm 和反應槽長度20公分的情況下，有71%的多氯聯苯完全還原成聯苯。決定最後聯苯濃度的是反應槽長度和超臨界二氧化碳的壓力，它的主要損失是出現在萃取過程。 最後探討零價鐵還原多氯聯苯和水份的關係，根據文獻記載，零價鐵要還原多氯聯苯，必須有溶劑來提供氫離子，文獻中多以水來做為溶劑，但在吾人的實驗過程中並未加入水和任何溶劑，卻擁有相當好的脫氯還原效果。後來以熱重分析儀-紅外線光譜儀(TGA-IR)來分析零價鐵粉，推測零價鐵粉本身即附有水份，鐵粉上附著的水份便足以提供還原所需的氫離子。
- 學位論文
高分子電解質目前的研究方向主要集中在摻和不同的化合物、鹽類或無機奈米材料，本論文主要利用高分子聚氧化乙烯( Poly(ethylene oxide) , PEO ) 和鈉型蒙脫土( Na＋-Montmorillonite , PK-802 Clay )製成有機/無機混成奈米級高分子電解質複合材料( PEO / Clay )，並探討無機層狀材料的添加對高分子電解質熱安定性( Thermal Stability )、結晶性( Crystallinity ) 之影響。 並藉由穿透式電子顯微鏡( TEM )、X-ray 繞射儀來檢測整個奈米級高分子電解質複合材料之型態結構並進行分析。 此外，並藉由一連串導電度測試來分析添加鹽類或無機奈米材料對高分子電解質的性質影響程度為何，藉此發展出傳導性質及機械性質均佳的高分子電解質薄膜，而期待能實際運用於高分子電池上。
- 學位論文
本論文分成三部分(1)雙改質劑有機化黏土並合成聚醯亞胺-黏土奈米複材(2)不同類型的黏土合成聚醯亞胺-黏土奈米複材。(3)含氟單體合成聚醯亞胺-黏土奈米複材。利用WAXRD觀察黏土層間距變化；TEM觀察黏土載聚醯亞胺中之分散狀況；TGA和DSC觀察聚醯亞胺-黏土奈米複材之熱性質；DMA觀察其機械性變化及LCR測其在變溫、變頻下的介電行為。 在第一部分研究中，我們藉著加入兩種改質劑使其增加與聚醯亞胺中的Dianhydride末端基之鍵結機率。利用此方法，增加了黏土在聚醯亞胺中之分散效果，進而提升PI-Clay奈米複材熱性質、機械性質和介電性。 在第二部分研究中，利用兩種黏土中其矽酸鹽層之負電荷分布於不同位置，使改質劑和高分子與黏土間鍵結方式不同，造成分散狀況及特性提升上的不同。由實驗結果得知，負電荷位於八面體時，其改質劑與其較易以凡得瓦爾力鍵結，黏土在PI中分散效果佳；位於四面體時，改質劑與其則以離子鍵或是共價鍵鍵結。 在第三部分研究中，我們利用兩種含氟與兩種不含氟單體合成聚醯亞胺-黏土奈米複材，測量其特性的差異。由實驗結果發現，介電特性上會有很明顯的變化，由於介電常數會因(1)黏土的分散程度(2)對稱性(3)氟含量(4)薄膜厚度的變化有關，單體含氟且對稱之複材，比不含氟之聚醯亞胺-黏土奈米複材介電常數更低。
- 學位論文
摘要 本研究主要分為兩部份，ㄧ是以乳化聚合(Emulsion polymerization)方式製備聚(鄰-(胺基苯甲基醚-十二烷基苯磺酸))，將(鄰-胺基苯甲基醚)單體與界面活性劑十二烷基苯磺酸形成一錯合物，將此錯合物溶液加入到已膨潤一天的蒙脫土中，進一步加入過硫酸銨(APS)作為鏈起始劑進行聚合反應，再藉由過濾以及烘乾得到聚(鄰-(胺基苯甲基醚-十二烷基苯磺酸))-蒙脫土奈米複合材料，並利用傅立葉紅外光譜(FTIR)鑑定其複材之結構。 在本研究中將進一步探討奈米複合材料在防腐蝕性質、熱性質及導電度之變化。並利用廣角X-ray繞射儀(WAXRD)觀察黏土之層間距變化；利用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察黏土分散於高分子基材中的分散情形；使用循環伏特電位儀(CV)量測防腐蝕性質之相關數據，同時以阻抗 (Impedance)做一輔助性之證據；另外，以掃描式電子顯微鏡(SEM)看表面型態變化，與利用表面接觸角分析儀(contanct angle)測量其複合材料親、疏水性之變化，並用凝膠滲透層析儀(GPC)觀察複材之分子量變化，同時利用UV-Vis分光光譜儀(UV-vis)觀察其結構的變化，以及利用四點探針偵測其導電度的變化，最後以熱重分析儀(TGA)觀察奈米複合材料之熱性質變化。 第二部分則是利用2-丙烯酸羥乙酯(HEA)與縮水甘油甲基丙烯酸酯(GMA)行自由基聚合反應(Free radaical polymerization) ，以AIBN為起始劑，進行聚合反應形成共聚高分子；另外，將硝酸銀溶於DMAc中，並加入3~5滴醋酸水溶液，製備硝酸銀的前驅液，再將2-丙烯酸羥乙酯(HEA)與縮水甘油甲基丙烯酸酯(GMA)加入，並加入AIBN起始反應，形成 (GMA-HEA)-Ag particle 奈米複合材料，對於結構部份使用傅立葉紅外光譜(FTIR)來鑑定其複合材料之結構。 另外，因為熱導材料在文獻上較少被探討，因此，在本研究中針對(GMA-HEA)-Ag particle 奈米複合材料之熱傳導性做一個研究；利用UV-vis分光光譜儀(UV-vis)、廣角X-ray繞射儀(WAXRD)偵測銀的變化，並提出機制推論銀離子被還原為銀粒子，而UV-vis部份因為有較寬的吸收帶，推論其粒子大小不均一，此由穿透式電子顯微鏡(TEM)可以直接證實。再者，利用TEM與元素分佈地圖(SEM mapping)也可以觀察銀粒子之分散，同時由TEM發現銀粒子與共聚高分子是以核-殼(core-shell)的形式存在的；另外，也藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察其結構型態，且用原子力顯微鏡(AFM)觀察複材之表面粗糙度，並利用表面接觸角分析儀(contact angle) 測量表面之親、疏水性之變化；也藉由熱失重分析儀(TGA)、微差掃瞄式熱分析儀(DSC)觀察複材之熱性質變化，以及利用動態機械分析儀(DMA)測試(GMA-HEA)-Ag particle 奈米複合材料之機械性質。
- 學位論文
本實驗研究電磁場引起小鼠囊胚期胚胎細胞的凋亡和降低細胞增生的能力，並探討電磁場對胚胎囊胚期後續發育所造成的影響。實驗中取懷孕第四天小鼠子宮中的囊胚期胚胎，分別暴露於0.5及1.0 高斯電磁場中培養二十四小時後，以區別染色觀察囊胚細胞數明顯的發現，分別處理0.5及1.0 高斯電磁場的平均囊胚細胞數低於未處理電磁場的平均囊胚細胞數。而以TUNEL染色法分析囊胚細胞凋亡的情形，結果發現處理1.0 高斯電磁場的囊胚細胞凋亡明顯高於未處理電磁場的囊胚細胞，且以PI 及Annexin-V染色來辨別細胞死亡或凋亡的實驗中，發現分別處理1.0 高斯電磁場的所有囊胚細胞出現細胞凋亡的比例明顯高於未處理電磁場的囊胚細胞。再者囊胚暴露電磁場二十四小時後觀察體外發育的情形，結果發現處理1.0 高斯電磁場與未處理電磁場的囊胚比較，處理電磁場囊胚在培養盤貼附的面積較小且外部型態上較不完整。在動物實驗中，懷孕第一天的小鼠暴露在1.0高斯電磁場七十二小時後取子宮中的囊胚期胚胎觀察，以TUNEL染色法分析雖未發現暴露於電磁場的小鼠囊胚有明顯的細胞凋亡現象，但暴露於電磁場後其含有正常囊胚期胚胎的比例明顯的下降。綜合以上實驗的結果，我們明確的指出1.0 高斯電磁場使得胚胎的細胞數下降及誘導胚胎細胞凋亡，且阻礙囊胚的發育，在動物實驗中也證實了電磁場降低了正常囊胚的比例。這項新穎的發現提供了重要的概念在電磁場對於小鼠的囊胚的影響。
- 學位論文
A series of gallosilicate SBA-15 nanoporous materials with different Si/Ga molar ratios were synthesized using a novel method of controlling the TMAOH/Ga mole ratios in gel. The amount of gallium incorporated into structure, the pore size and the pore volume of the GaSBA-15 porous material increase with TMAOH/Ga mole ratio. More than 85 % of Ga is 4-coordinated and incorporated into the framework of the SBA-15 product as revealed by 71Ga MAS NMR spectra. Brönsted acid sites in GaSBA-15 are more abundant than that in GaMCM-41. Higher concentrations of Brönsted acid sites on GaSBA-15 surface and fast diffusion in its large pore channel may contribute to its high cumene-crackingcatalytic activity. Amount of aluminum directly incorporated into SBA-15 materials can be governed simply by various hydrothermal temperatures and time in mild acid solution without any tedious procedures. More than 90 % of aluminum in all products except sample with nSi/nAl of 5 is four-coordinated which is evidenced by 27Al solid-state NMR and thus is incorporated directly into SBA-15 framework. Aluminosilicate SBA-15 containing higher Al contents owns better hexagonal structural order than siliceous SBA-15 or other with lower Al contents at pH2.5. It is probably due to additional interaction between aluminosilicate Brönsted acid site with P123 surfactant. A range of nanoscale aluminosilicate and gallosilicate mesoporous molecular sieves could be prepared using microwave hydrothermal techniques without tedius procedures. These nanoscale nanoporous materials own high surface area, pore volume, narrow pore size distribution and nano-particle size between 20 and 100 nm and four-coordinated aluminum or gallium site mainly. Mesoporosity, mesostructure and nanosize can be controlled simply by the temperature and time of microwave irradiation. Acidity of nanoscale one is stronger than that of conventional one and acid sites for nanoscale one is more abundant than that of conventional one with medium acidic strength. Higher concentrations of external surface sites and fast diffusion for nanoscale porous particle may contribute to their high catalytic activity. Covalently bonded nanoscale mesoporous silica (NMS)/polyimide novel nanocomposites have been synthesized through the bridge of 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS). Abundant reactive amino-functional groups inside the mesopore channels of NMS can interconnect with several polyimide main chains, and thus multi-linked and complex NMS/PI networks are formed. These effective multi-linkages, NMS inherent nanoporsity and well dispersion of NMS in polyimide result that thermal stable, mechanical, elongation, moisture absorption and dielectric constant properties of these novel materials are significantly improved as compared with neat polyimide. Reducing dielectric constants of polyimide could be caused by the nanoporosity in the core of the NMS materials and external void between the polyimide matrix and NMS. The dielectric constant of composites with variable amounts of NMS correlates closely with their respective density related to the nanoporosity of NMS. Polyimide main chains have hydrogen bonding and van der Waals forces not only with surface polar molecules of NMS particle but also with channel surface molecules due to the polymer intrusion into NMS nanopores. Therefore, the polymer network has enhanced mechanical and thermal properties.