• 學位論文

絲素蛋白／聚丁二酸丁二醇酯複合奈米纖維：製備與其性能之研究

@_@紡織業從古至今皆為民生重要產業之一。現今紡織原料大多為生物不可降 解之石化材料，因而對地球環境產生嚴重傷害。有鑑於此，目前各界在符合經 濟效益與維持纖維性質的前提之下，致力發展生物可降解纖維。因此，本研究 選用天然絲素蛋白(Silk fibroin)，以及石化衍生之聚丁二酸丁二醇酯(Polybutylene succinate, PBS)，將這兩種具有生物降解性的材料結合，並利用靜電紡絲技術， 製備成複合奈米纖維膜。且藉由調整兩種材料的比例，進而調控複合纖維的形 貌、機械性質與降解性質。 本研究實驗包含：1.絲素蛋白與聚丁二酸丁二醇酯薄膜的性能分析；2.絲素 蛋白與聚丁二酸丁二醇酯靜電紡絲參數探討；3.複合纖維膜的性能檢測，包含 XRD、FTIR、SEM、機械強度以及水接觸角分析；4.複合纖維膜在氫氧化鈉水 溶液進行降解，並分析其降解前後，機械強度與形貌上的變化情形，藉以驗證 所發展出複合材料之降解性質，進而提供材料降解資訊，以及其對應之機械性 質，並期望此複合材料，未來能應用在藥物傳遞的醫療保健用品上。

• 學位論文

混合醇胺（立體障礙醇胺 AEPD, AHPD + 多元胺 DETA, EEDA, DAB）水溶液之莫耳比熱量測研究

本研究使用示差掃描熱分析儀 (Differential Scanning Calorimeter, DSC) 量測混合醇胺（立體障礙醇胺 / 多元胺）水溶液之莫耳比熱。立體障礙醇胺包括2-Amino-2-ethyl-1,3-propanediol (AEPD)及2-Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol (AHPD)；多元胺系統包括Diethylenetriamine (DETA)、N-Ethylethylenediamine (EEDA) 及1,4-Diaminobutane (DAB)。 比熱量測系統包括: (1) 純物質系統量測AEPD及AHPD (2) 雙成分系統所量測的濃度範圍 (AEPD / H2O) 莫耳分率為 xamine = 0.15－0.90；(AHPD / H2O)為 xamine = 0.02－0.08 (3) 三成分系統 (Sterically hinderd amine / polyamine / H2O) 其水的濃度固定在70 wt % 及60 wt %，當水濃度為70 wt % 時，立體障礙醇胺與多元胺濃度之比例為 (5/25、10/20、15/15、20/10、25/5 wt %)。當水濃度為60 wt %時，濃度比例為 (5/35、10/30、15/25 wt %)。測溫的範圍為30－80 ℃，本實驗量測的比熱值之不確定性 (uncertainty) 為 2 %。 量測所得之比熱值由相關之關係式來代表，可將各系統之數值迴歸成溫度與濃度的關係式，比熱值模型應用於燃燒後處理法中可成為建立二氧化碳捕捉收集系統的計算依據。

• 學位論文

將廢棄菇類固態培養基萃取物以光催化一鍋法合成固態觸媒進行染料降解之研究

現今的時代，永續綠能工業已經是目前化工業的主要研究方向，在此研究領域中酵素法以其低能耗與催化複雜分子的表現受到注目。最大的問題在於酵素價格昂貴，需要開發固定化技術。為了解決這些問題，本實驗利用種植完的台灣菇類太空包(食用菇固態廢棄培養基)，利用三相分離方法成功萃取高濃度含有漆酶(laccase)之產物。再將其以光催化一鍋法固定化於(NMBA)粒子上，作為酵素薄膜反應器處理染料廢水。 本實驗使用兩種染料，Acid Blue 25和Acid Orange 7。活性測試則以BCA以及ABTS。以杏鮑菇(Pleurotus P. eryngii)和秀珍菇(Pleurotus P. ostreatus)的萃取物和商業用酵素作為對照組。本實驗以N, N'-亞甲基二丙烯醯胺（N, N'-methylenebisacrylamide, NMBA）成功造粒，商業酵素處理效果最佳(約75%)，Acid Blue 25和Acid Orange 7兩種染料上都有良好的表現。 所使用兩種萃取的漆酶雖然濃度上差異不大，但是用ABTS檢測的結果，杏鮑菇的表現比秀珍菇來的優秀。所萃取的漆酶表現上雖然不及商業用酵素，但也具有商業用酵的60%。

• 學位論文

三維石墨型氮化碳於光照水分解產氫之應用

隨著能源短缺以及環境污染問題日益嚴重，需要開發一種具有良好產氫效果的光觸媒，本實驗利用改變石墨型氮化碳(g-C3N4)之形貌，改善其觸媒自身缺陷造成光催化反應不佳的缺點，因此開發了一種簡單快速的超分子自組裝水凝膠方法，分別使用雙氰胺溶解再結合以及加入硝酸銀使前驅物產生變化，形貌上呈現柱狀結構與三維網狀結構，經過鍛燒過後可以獲得未處理g-C3N4 (CN)、溶解再結合g-C3N4(DCN)和加入硝酸銀三維g-C3N4(AgDCN)進行分解水實驗比較，在250 W金屬燈照射5小時與5 vol%三乙醇胺溶液存在下，CN、DCN以及8AgDCN氫氣生成量分別約為16 μmole、19 μmole以及88 μmole，然而負載5wt% Pt作為共觸媒後，CN、DCN以及8AgDCN氫氣生成量分別提升至120 μmole、100 μmole以及109 μmole。此外，也使用不同波長的光(400、450和550 nm)照射，顯示出光觸媒分解水對波長的依賴性，而DCN與8AgDCN比CN具有更好的氫氣生成量，可以歸應於抑制光生電子電洞對複合、快速的電荷轉移和提升可見光吸收，本實驗研究製備不同石墨型氮化碳前驅物之材料，可以有效做為可見光光觸媒，用於光催化分解水產氫實驗。

• 學位論文

二氧化碳在混合醇胺 2-Amino-2-ethyl-1,3-propanediol (AEPD) / Diethylenetriamine (DETA)水溶液之平衡溶解度 量測研究

本研究完成了兩種醇胺水溶液系統中二氧化碳的氣液平衡溶解度數據 量測，包括雙成分系統立體障礙醇胺 2-Amino-2-ethyl-1,3-propanediol (AEPD) 水溶液及三成分系統立體障礙醇胺 2-Amino-2-ethyl-1,3-propanediol (AEPD) / 多元胺 Diethylenetriamine (DETA) 水溶液。雙成分系統立體障礙 醇胺（AEPD）水溶液濃度為：10 , 20 及 30 (wt%)；溫度為 40, 60 及 80C； 二氧化碳分壓範圍：1 ~ 1000 kPa。三成分系統 立體障礙醇胺（AEPD）/多 元胺（DETA）水溶液濃度為：10 , 20 及 30 (wt%)；溫度為 40, 60 及 80C； 二氧化碳分壓範圍：1 ~ 1000 kPa。 氣液平衡數據由氣體再循環氣液平衡槽來量測，藉由氣體再循環反應 器進行氣液平衡，氣相組成由連線之氣相層析儀分析，液相組成是利用酸 鹼滴定決定二氧化碳氣體的吸收負載量反應，氣相循環則可以加速氣液平 衡達到速率。 氣液平衡之數據由 Li and Shen (1993) 的修正模式來表示，本研究完成 的氣液平衡溶解度數據結果可以提供作為以立體障礙醇胺（AEPD）/多元 胺（DETA）水溶液設計之二氧化碳吸收設備使用預測結果，發展一個能 同時兼顧節能環保、經濟效益及綠色的二氧化碳吸收劑。

• 學位論文

金屬/非金屬改質石墨型氮化碳應用於甘油與二氧化碳之羧化反應

隨著科技發展越來越發達，對能源的需求也逐漸提升，而人們也在各個方面依賴著能源，這也使能源問題逐漸被重視，目前生質柴油是備受重視的再利用能源，但副產物甘油也隨之而生，甘油價格也隨產量上升而降低，因此過剩的甘油也變相造成環境的負擔，而文明發展也產生出許多溫室氣體，例如二氧化碳，進而造成全球暖化的問題，甘油及二氧化碳兩者都對地球有負面影響，因此本實驗利用觸媒將兩者汙染物進行催化反應。本研究利用熱聚合法製備出低成本及高穩定性的石墨型氮化碳材料(g-C3N4)，再摻雜不同非金屬( P, S )與金屬離子( La )，進而改變材料形貌，使PSCN成功形成較不規則的顆粒形狀，有別於一般石墨型氮化碳的層狀結構，並應用於甘油與二氧化碳的羧化反應，藉由改變實驗條件找出最佳反應條件後，加入5 mL乙腈作為脫水劑，與先前條件相比可以有效地提升轉化率，CN、PSCN及10LaPSCN的轉化率分別成功從29.1%、52.9%及45.2%提升至61.6%、84.7及66.5%，並將材料進行重複性實驗，得知進行三次重複性的PSCN雖然因為重量損失及反應後的影響轉化率有些微下降，但依然維持良好的轉化率，而PSCN擁有最高轉化率則是歸功於在適當環境下得以突破此反應的限制，且因其表面粗糙度較高使反應物與材料有更高的接觸機會，因此有最好的催化效果，本研究製備之石墨型氮化碳可有效用於甘油與二氧化碳的反應中，以解決生產生質柴油所間接造成之環境汙染。

• 學位論文

環氧型雙離子共聚物對船舶防污塗料的製備和抗菌研究

船艦長時間的航行讓浸泡在水下的船身因為海洋生物的附著與生長而逐漸造成船艦腐蝕、損壞，也會增加船艦控制阻力，在生態環境方面更容易造成跨區傳播、外來種入侵等嚴重的環境議題。本研究使用商業化的船艦塗料及支鏈聚乙烯亞胺(Branched Polyethylenimine, BPEI)和聚二季戊四醇五丙烯酸酯(Dipentaerythritol pentaacrylate, 5Acl)在乙醇中的混和物做為表面基材，再利用具有雙離子性的磺基甜菜鹼單體(Sulfoubetaine mathacrylate, SBMA)與甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidyl methacrylate, GMA)合成具有抗蛋白質沾黏效果的高分子，將抗沾黏之高分子改質於基材表面。改質後表面透過水接觸角實驗檢測其表面水合能力，利用酵素結合免疫吸附分析法(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)來測試表面蛋白質吸附濃度以推測其蛋白質貼附量，並運用螢光菌貼附實驗與正立式顯微鏡直接拍攝且計算其貼附量以驗證其抗沾黏效果。通過以上檢測發現改質後表面確實達到良好的抗沾黏效果以避免生物之沾黏，期望未來能利用此方式加以放大至工廠規模，將船艦或水下設備表面優化至良好的抗污表面，延長水下設備使用年限，減少不必要的維修損耗，也維持海洋生態的安定。

• 學位論文

Anammox 顆粒污泥氮去除率比較與快速啟動條件之模擬

摘要 厭氧氨氧化 (anaerobic ammonium oxidation, Anammox) 是近幾年開發的氨氮廢水處理技術，不需額外曝氣及添加碳源，且具有比傳統硝化脫硝程序更高的效率，但是該項技術所需調控參數眾多以至於依賴此技術的Anammox反應器之運作及啟動難度較高，故本實驗針對亞硝酸鹽氮 (nitrite nitrogen, NO2--N) 起始濃度、溶氧量 (dissolved oxygen, DO) 以及Anammox顆粒與污泥的比例三項參數進行反應器條件模擬，並針對不同條件下Anammox氮去除率 (nitrogen removal rate, NRR) 進行分析以尋找出最適用於反應器啟動及運作之條件。 本實驗所調控之三項參數中，以活性污泥的Anammox系統之菌相結構為反應槽快速啟動的關鍵，故本實驗將Anammox活性污泥分為四種顆粒污泥比例，分別為100%、50%、33%及0%。溶氧程度不同則會直接影響系統共生好氧菌活性，故本實驗營造厭氧及缺氧兩種不同環境，以比較DO對系統NRR影響。亞硝酸鹽 (nitrite, NO2-) 為Anammox主要的電子受體，是維持系統高NRR的關鍵參數，所以本實驗透過比較0、80及250 ppm三種NO2--N起始濃度以尋找Anammox系統的最佳啟動條件。並透過即時聚合酶連鎖反應 (real-time polymerase chain reaction, qPCR) 進行Anammox 16S rRNA、AOB amoA及總菌數16S rRNA相對定量分析，以探討污泥中菌相比例。 透過水質分析發現在缺氧環境下，四種類顆粒污泥比的NRR皆高於厭氧環境，最多可高出13 ± 9.3%。根據相對定量結果AOB amoA在污泥中表達量最高，該基因主要用於推估好氧氨氧化菌 (ammonia-oxidizing bacteria, AOB) 代謝活性，故AOB amoA表達量較高會是缺氧環境具有較高NRR的原因。在NO2--N起始濃度為250 ppm的條件下，顆粒污泥比例為100%時有最高的NRR，但該條件於實際應用方面會有困難。因此選擇顆粒污泥比例33%且NO2--N起始濃度80 ppm作為建議反應條件。此條件下，系統具有高NRR的同時還能減少硝酸鹽氮 (nitrate nitrogen, NO3--N) 的累積。 根據上述，建議在缺氧的環境下，起始NO2--N濃度為80 ppm且顆粒污泥比例為33%之參數，為最適合應用於Anammox反應器啟動以及運作的條件。

• 學位論文

建立側向流免疫分析法以快速偵測厭氧氨氧化菌之功能性基因表達量

為了能判定活性污泥中厭氧氨氧化菌的生長情況，根據資料庫中厭氧氨氧化菌的基因序列，本研究針對hzsA基因體設計專一性引子，進行PCR分析各處理系統污泥之厭氧氨氧化菌，以瞭解各系統中所包含的厭氧氨氧化菌種之基因表達量。本研究也利用側向流免疫分析法取代凝膠電泳分析，建立一套簡易的厭氧氨氧化菌檢測技術，具有方便、低成本和檢測時間短等優點，不需要儀器設備，肉眼即可判讀分析結果。 側向流免疫分析法 (LFIA)對 Anammoxoglobus propionicus 和 Kuenenia stuttgartiensis 具有特異性，在其他非目標樣品中未觀察到交叉反應。其偵測極限分別為 0.1 pg 和 0.01 pg。 本研究建立了一種簡單、快速的厭氧氨氧化菌hzsA基因檢測試條。PCR產物可在5分鐘內於試條上顯示結果，使用此視覺化的感測準則可在真實樣品中成功進行基因相對定量分析。

• 學位論文

以紫外-可見光光譜及側向流免疫層析法結合磁珠分離技術檢測HLA-A3101之單股DNA

人類白細胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)作為人體最複雜的基因系統，同時也是多態性最為豐富的區域，與人體的免疫系統息息相關，因此與HLA之相關疾病都以免疫反應失調為主。本研究使用之基因HLA-A3101，與止痛用藥卡巴氮平（Carbamazepine）過敏反應具有高度的相關性。 HLA-A3101前置引子修飾digoxigenin，反置引子修飾biotin，藉由PCR複製後與經Streptavidin修飾的微米磁珠結合反應。透過分光光度計檢測吸光度，在6倍稀釋濃度之PCR產物與6 ul之磁珠使用量下，磁珠上之DNA含量具有最大值27.3 ng。磁珠與PCR產物反應後，透過NaOH溶液打斷DNA雙股之間的氫鍵，使脫離之單股DNA混合於溶液中。在最適化條件下，實驗選擇PCR產物與磁珠室溫下反應30 mins，在單次反應下使用濃度0.05 M 之NaOH分離出單股DNA，並在薄膜試條上進行側向流檢測。由於PH值過高影響膠體金顯色，實驗添加0.2 M之HCl中和溶液，並將單股DNA與前置引子進行預混合。結果顯示，雖然在控制線上成功使膠體金正常顯色，在測試線上即使以預混合的方式反應，也無法經由肉眼可見判讀的訊號。由以上結論可知，單股DNA溶液濃度不足或是在預混合反應下是否復性為雙股結構，兩者皆為側向流檢測需考量的關鍵因素。