中原大學化學系學位論文
中原大學,正常發行
選擇卷期
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中文摘要 從南一版、國民小學自然課本第五冊、第二課、第二單元－光的前進方式；在光的前進方式單元上又包括了反射與折射的課程活動。在實驗活動中，經過實驗上的實做與驗證，我發現光的反射、光的折射(光線經由空氣再進入水)，與課本上所做的結果不一樣。我邀集了三年級自然科的科任教師，並做個深入的瞭解與證實：雷射光線經空氣再進入水的折射實驗，我們已得知，在實驗中並沒有明顯看到光線行走的路徑，只有看到雷射的紅點，或者是很隱約可看到一絲絲的雷射線。基於以上的疑惑與討論，便興起我再進一步的探討與研究。 這次實驗活動設計的目的，是以自己實驗活動的設計跟南一版實驗活動的設計之間做個比較。並使自己設計的實驗活動，能使課程內容上能再加深、再加廣。並且從這些設計實驗活動課程中，我們可以提昇學生對科學教育的興趣；以及擴展學生對“動手做”的樂趣。並能體驗到“動手做”的益處。 在光的折射、鏡子的反射、光線經過凸透鏡的實驗中，分別以加檀香與沒有加檀香的設計作為主要的區別。課本上沒有加檀香所呈現出來的結果與我們有加檀香的結果是否有不一樣的地方？光線行進路線是否可以看的更清楚？並且在觀察折射與反射之間，光線的行走路徑是否可以看得更清晰？(以雷射筆作為光源)。 所以在實驗活動中，以下列七種不同的實驗設計，改善並加深實驗課程的內容。(1)自來水(2).自來水＋少許鮮乳(1 ml )(3).自來水＋少許鮮乳(1 ml )＋檀香煙(4).凸透鏡＋雷射光線(5).凸透鏡＋雷射光線＋檀香煙(6).鏡子＋雷射光線(7).鏡子＋雷射光線＋檀香煙之間的關係，做一系列的比較。並由這些的比較，可以比較出哪一項的設計，對於雷射光線行進的路徑是為看得最清楚的方法。 由實驗結果可以知道，自來水加鮮乳並加(大約10.1~10.3公分)的檀香所燃燒的檀香煙(也就是檀香剛放進去時，在檀香煙量少的情況下，在這種條件下，雷射光線行走路徑是最容易被看出來的。 而凸透鏡＋雷射光線，以加檀香煙為最佳的結果。要加檀香煙，它的檀香量，以燃燒(大約5.1~5.3公分)的檀香，並且檀香已燃燒了5分鐘時間的檀香煙；也是在煙多的條件下是為最好的，因為雷射光線行走的路徑是很明顯被看到的。 透明培養皿＋雷射光線，使用(大約5.1~5.3公分)的檀香所燃燒產生的檀香煙且燃燒檀香五分鐘的時間所得的檀香煙，為效果最好的。 鏡子＋雷射光線的反射，是以加檀香煙為最佳。要加煙的話 ，以燃燒(大約5.1~5.3公分)的檀香所產生的煙，並且檀香是剛放進去時燃燒所得的檀香煙效果為最好；也就是在這種條件下光線行走路線是最容易被看出來的。
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鏈黴菌Streptomyces lividans的染色體是第一個被發現為線形的，它的5’端有一個以共價鍵連接的蛋白稱為端點蛋白（TP），它的末端200bp中富含著迴紋序列，這些迴紋序列使得複製時造成單股的末端形成某些特殊的二級結構。這些特徵也在其他鏈黴菌染色體及線形質體中發現。鏈黴菌的複製是由中間向兩端複製，如此會造成末端無法補足的問題。端點蛋白因此被推測在末端補足的機制中扮演引子的角色。端點蛋白由185個氨基酸組成，且以蘇氨酸與染色體末端共價鍵結。而在共價銜接形成當中，端點蛋白和染色體末端應存在著某種非共價關係。 本論文在討論鏈黴菌端點蛋白與末端序列之間的共價與非共價關係。我們發現在端點蛋白的N端（由pCY02表現）或是C端（由pCY04表現）加上標誌蛋白D-epitope會使端點蛋白喪失和DNA末端形成共價鍵的活性。在共價關係的實驗部分，利用由pCY11（第114氨基酸由蘇氨酸換成絲氨酸）及pCY16（第108氨基酸由蘇氨酸換成絲氨酸）表現的端點蛋白確認形成共價鍵結的蘇氨酸的位置，發現這兩個突變端點蛋白對DNA末端形成共價的能力不及原生的；其中pCY11表現的端點蛋白更是微弱，結果顯示第114個蘇氨酸可能是共價的位置。在非共價鍵結的實驗部分，我們以膠體延遲的方式，發現端點蛋白對富含迴紋序列的末端167bp並不具有特異性，但對單股的親和力明顯高於雙股。
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中文摘要 近年來化學修飾電極在電化學的偵測上，因易受到檢體成份的干擾，又由於傳統電極的造價昂貴，故分析家以網版印刷電極取代一般的傳統電極。本研究是利用物理吸附的方式將塗覆物質包括 Meldola’s Blue、麩胺酸去氫酶、輔酶NAD+及羧甲酸纖維素介面活性劑固定在網版印刷電極的表面，製備成化學修飾酵素網版印刷電極電極-- MB+-NAD+-GLDH / SPE。利用Chronocoulometry電化學法測試(1)MB+修飾網版電極以及(2)MB+-NAD+-GLDH修飾酵素網版印刷電極。探討了(1)電極修飾物的選擇、(2)檢測電位的選擇、(3)避開干擾物(尿酸、抗壞血酸)的探討、(4)測試轉胺酶ALT的活性、(5)反應物的濃度以及(6)檢測參數。 此電極分析NADH和Glutamate 的偵測極限為5x10-6M；檢測轉胺酶時間為20秒，分別可測得活性範圍為ALT是5U/L~200U/L ，AST是5U/L~60U/L。
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摘 要 本研究是利用MCM-41（中孔洞分子篩）、NANOPARTICLE（奈米中孔洞分子篩）和Silica取代黏土，製備EPOXY奈米複合材料。本論文第一步是利用polyglycol ether of bisphenol-A化學原料合成環氧樹脂（主劑），第二步是將孔洞性無機材在電磁攪拌下慢慢加入分散於環氧樹脂主劑中混合均勻，第三步將環氧樹脂硬化劑加入主劑中混合均勻，此混合物溶劑除去後，即可得環氧樹脂/中孔洞分子篩複合材料。藉由一系列分析測試探討particle(顆粒)大小和孔洞效應產生的影響；經實驗證明加入particle(顆粒)無機材料會大幅提升環氧樹脂的熱穩定性、楊氏係數（Young's modulous）和儲存模數（Storage modulous）。這些現象是由於中孔洞分子篩的孔洞效應和高接觸面積所導致。
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本研究是利用MCM-41（中孔洞分子篩）、NMCM-41（奈米中孔洞分子篩）和Silica取代黏土，製備PU奈米複合材料。本論文第一步是利用polyol, toluene diisocyanate, diethylene glycol, ethyl acetate等多種化學原料合成聚氨基甲酸酯（主劑），第二步是將孔洞性無機材在電磁攪拌下慢慢加入分散於PU主劑中混合均勻，第三步將PU硬化劑加入主劑中混合均勻，此混合物溶劑除去後，即可得PU/中孔洞分子篩複合材料。藉由一系列分析測試探討particle(顆粒)大小和孔洞效應產生的影響；經實驗證明加入particle(顆粒)無機材料會大幅提升PU的熱穩定性、楊氏係數（Young's modulous）和儲存模數（Storage modulous）。這些現象是由於中孔洞分子篩的孔洞效應和高接觸面積。
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現今紙的使用已是遍佈人類生活中以及整個社會，且隨著科學的進步，紙的利用越來越廣，紙的需求也是越來越多。工業上製造紙張的纖維原料，即是高等植物細胞壁，主要成份是纖維素(cellulose)、及少量半纖維素(hemicellulose)和木質素(lignin)，因此我們希望能將廢紙回收利用，以纖維酵素將多醣類的纖維素分解成為有經濟價值的葡萄糖。 實驗是將纖維酵素使用褐藻酸鈉及氯化鈣將纖維酵素固定在褐藻酸鈣凝膠內，使纖維酵素不會因反應而流失，且可增加其穩定性，以及回收再利用。其製作過程是將含纖維酵素之藻酸鈉溶液滴入氯化鈣水溶液使其形成直徑平均大小為4.190±0.291 mm褐藻酸鈣膠囊，纖維酵素即固定在此褐藻酸鈣膠囊裡。此固定化纖維酵素再經與5 M硫酸處理後之廢紙纖維素反應，先以錐形瓶恆溫振盪方式找出pH 4.0及溫度45℃之最適水解條件，再以此條件進行放大水解反應，並將反應發酵槽設計為懸掛式固定化纖維酵素進行反應。反應產物的分析使用高效液相色層分析(High Performance Liquid Chromatography 簡稱HPLC)，以陽離子交換層析(cation- exchange chromatography)管柱進行層析，發現有葡萄糖、木糖和纖維雙糖等主要產物。經此特別的反應器設計，反應結果相較於未固定化纖維酵素反應或懸浮式固定化纖維酵素反應有更好的結果，且反應結果易於將固定化纖維酵素回收，以水清洗後可回復部份之酵素活性。
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在150 ~ 180℃高溫(不含擴孔劑) 反應時間由1 hour ~ 8 days，合成中孔分子篩，單位經格a0隨者反應時間的增加而變大但變化逐漸趨緩，而孔洞大小在165℃反應2天達到最大值43.6 Å，之後隨著反應時間的增加，孔洞逐漸變小，當反應7天時產生最厚管壁36.1 Å，並做一系列水熱穩定性測試，其水熱穩定度可維持14天以上，其表面積還能維持在水熱前的90﹪，為文獻中所未見，且證明管壁的增厚和水熱穩定性的增加，主要原因為反應時間的延長，但165℃為一關鍵溫度。進而提供一個簡單的合成方法，來改善不易克服的中孔分子篩低水熱穩定度。
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中文摘要 表面訊號增強效應現象雖然發現已近20年，然對其作用機制與應用的範圍，仍有不甚瞭解之處。有鑑於此本研究針對上述問題，提出克服的方法，並透過分析不同化學結構之表面訊號增強之大小，來瞭解此效應之應用範圍。本論文著重在兩大方向:一.改進現有之製造表面訊號增強之基材方法;二.透過歸類分析建立具有表面訊號增強效應的分子結構規則。 本論文提出新的奈米銀島之製程，並詳加探討製程各變因對奈米銀島之型態與表面訊號增強之影響。探討上以化學還原鍍法將金屬銀島覆膜在聚乙烯薄膜上。藉由改變配方和控制銀離子的還原時間，可得到最佳的適合表面增強效應的銀島大小形狀。當進一步的探討，將這些覆膜在聚乙烯薄膜上的銀島薄膜，以掃描式電子顯微鏡照相，發現其中的關聯性。銀層可分為兩部分來看，上面的大結晶銀塊大到數個μm大小，下面的銀島形狀從橢圓形的棒狀，大小大約40 nm左右，而且對應著不同增強效應的對位硝基苯甲酸振動吸收值。測量後發現，隨著銀粒子還原時間的增加，銀島會開始堆積在一起，從圓形慢慢長成棒狀，且會開始彎曲糾結在一起。慢慢增加還原劑的濃度，也發現到大銀結晶塊，越來越小，而且也得到比較強的增強效應。最後將化學鍍銀法所得到的增強效應吸收值，與一般利用真空鍍法所得到的結果互相比較之後，發現有類似的增強效應。 再利用此基材探討不同官能基的硝基苯化合物之表面增強效應係數，更由官能基與銀層的幾何吸附，來推導NO2拉伸振動的表面增強效應影響大小。從實驗中發現到主要影響NO2拉伸振動大小的要素，得知不同特性的官能基有不同的增強係數。一.官能基與銀層之間的吸附作用屬性，亦即化學吸附還是物理吸附；二.化學吸附在金屬上，表面是否為垂直；三.官能基的電子性如推電子基或是拉電子基，其對苯環的震動吸收峰影響較大及對NO2拉伸振動吸收峰只有波數的位置影響。為詳細探討這些效應，以十幾種具有NO2官能基之對位雙取代基苯環類化合物為指標分子，加以偵測其表面訊號增強效應，進行推導出最適合表面訊號增強之分子結構。 為進一步瞭解當分子具有雙化學吸附官能基時，分子其排列之狀態能否亦有表面訊號增強效應，及探討雙化學吸附官能基分子，其官能基之間的競爭性。因此選用苯環帶有COOH與OH官能基之分子進行測試，選用之指標分子為對位、間位、鄰位羥基苯甲酸(p-, m- o- hydroxyl benzoic acid, HBA)，藉表面訊號增強效應來判斷其與銀層之吸附結構。
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摘 要 本研究以磷腈環單體N3P3Cl6為主體，利用鈉鹽法以烷氧化鈉取代其環上之氯，成功合成出可紫外光交聯之烯醚基磷腈化合物：N3P3(OC6H5)3(OCH2CH2OCH=CH2)3，V3P3。利用NMR、EA及FT-IR對化合物之結構進行鑑定，並進一步將所合成之V3P3添加計量之benzophenone(BPO)，經UV照射使之交聯，了解其交聯情形及離子間之作用力。另利用DSC了解交聯間熱轉移現象之變化(Tg)，並以TGA量測電解質之熱穩定性，選擇製備之最佳之條件。此外，將所合成之磷腈環化合物在不同計量之硫酸加以磺酸化後，及添加適當之benzophenone(BPO)，製備一系列固態高分子電解質polyelectrolyte，再以FT-IR鑑定磺酸化化合物之結構，及經UV照射後之交聯情形及離子間之作用力。另利用DSC了解熱轉移現象之變化(Tg)，以TGA觀察電解質之熱穩定性及使用交流阻抗分析法量測交聯後之高分子電解質之導電度。 由導電度結果顯示：室溫下,成膜固態交聯共聚物電解質在加入0.5 wt % 磺酸化試劑下，導電度可達1.3×10-6 S/cm，而黏稠之共聚物電解質5 wt%磺酸化試劑存在下，則可達6.0×10-3 S/cm，在高溫下，更可達到7.8×10-3 S/cm。
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在本研究中製備一系列以有機高分子polyacrylonitrile（PAN）為主體，添加不同粒徑及比例之無機α-Al2O3奈米微粒的有機無機奈米複合膠態高分子電解質，並探討α-Al2O3的添加對於PAN系高分子電解質的影響。研究中利用交流阻抗測定儀測量膠態高分子電解質之導電度，同時利用Powder X-ray（XRD）、掃瞄式電子顯微鏡（SEM）、動態機械分析儀（DMA）、循環伏安儀（CV）以及電池充放電循環儀等儀器，探討所製備之奈米複合膠態高分子電解質之各種性質，並比較α-Al2O3添加前後的差異。 實驗結果顯示由導電度的測定，可得知所製備的複合膠態高分子電解質，在添加7 wt% α-Al2O3（particle size = 50 nm）及F=0.6之LiClO4濃度的組成下，於30℃時所測之導電度最佳，且添加α-Al2O3的粒徑越小越好，50 nm＞80 nm＞100 nm。由SEM-EDX測定結果發現，α-Al2O3在電解質中已分散均勻。由DMA測定結果顯示，α-Al2O3的添加會導致軟化點下降。此外，經由電池充放電循環測定結果發現，在此系統中添加α-Al2O3的確有助於提升鋰電池的充放電能力。