臺灣博碩士論文加值系統

本研究中選擇使用示差掃描熱量分析儀 (Differential Scanning Calorimetry,DSC) 用來量測順丁烯二酸 ( 1 ) + 丙二酸 ( 2 ) 、順丁烯二酸 ( 1 ) + 庚二酸 ( 2 ) 、順丁烯二酸 ( 1 ) + 壬二酸 ( 2 ) 、順丁烯二酸 ( 1 ) + 癸二酸 ( 2 ) 、順丁烯二酸 ( 1 ) + 2,2-二甲基丁二酸 ( 2 ) 、順丁烯二酸 ( 1 ) + 2,3-二甲基丁二酸 ( 2 ) 、3-甲基戊二酸 ( 1 ) + 2,3-二甲基丁二酸 ( 2 ) 等七組兩成份混合物的固液相平衡數據。此七組的相平衡圖均為簡單共熔型的圖形，將七組混合物所量測得到的數據結果，使用半經驗Wilson方程式表示量測結果，加上NRTL方程式相對應進行驗證，即可建立各組實驗數據與其相對應之圖形，進一步預測出各組實驗之共熔點 (eutectic point,x1) 與共熔溫度 (eutectic temperatures, Τ_E)。
在本研究結果中，順丁烯二酸 ( 1 ) + 丙二酸 ( 2 ) 的兩成份混合物利用Wilson及NRTL方程式回歸計算得到的x1分別為0.460及0.504，所計算得到的TE分別為347.53 Κ及349.65 Κ，而半經驗式Wilson以及NRTL的平均絕對偏差均在0.38 %以下；順丁烯二酸 ( 1 ) + 庚二酸 ( 2 ) 的兩成份混合物利用Wilson及NRTL方程式回歸計算得到的x1分別為0.331及0.327，所計算得到的TE分別為360.19 Κ及360.82 Κ，而半經驗式Wilson以及NRTL的平均絕對偏差均在0.27 %以下；順丁烯二酸 ( 1 ) + 壬二酸 ( 2 ) 的兩成份混合物利用Wilson及NRTL方程式回歸計算得到的x1分別為0.374及0.377，所計算得到的TE分別為366.91 Κ及366.81 Κ，而半經驗式Wilson以及NRTL的平均絕對偏差均在0.11 %以下；順丁烯二酸 ( 1 ) + 癸二酸 ( 2 ) 的兩成份混合物利用Wilson及NRTL方程式回歸計算得到的x1分別為0.582及0.583，所計算得到的TE分別為384.27 Κ及384.09 Κ，而半經驗式Wilson以及NRTL的平均絕對偏差均在0.14 %以下；順丁烯二酸 ( 1 ) + 2,2-二甲基丁二酸 ( 2 ) 的兩成份混合物利用Wilson、及NRTL方程式回歸計算得到的x1分別為0.504及0.506，所計算得到的TE分別為381.44 Κ及380.89 Κ，而半經驗式Wilson以及NRTL的平均絕對偏差均在0.15 %以下；順丁烯二酸 ( 1 ) + 2,3-二甲基丁二酸 ( 2 ) 的兩成份混合物利用Wilson及NRTL方程式回歸計算得到的x1分別為0.336及0.368，所計算得到的TE分別為361.55 Κ及366.21 K，而半經驗式Wilson以及NRTL的平均絕對偏差均在0.20 %以下；3-甲基戊二酸 ( 1 ) + 2,3-二甲基丁二酸 ( 2 ) 的兩成份混合物利用Wilson及NRTL方程式回歸計算得到的x1分別為0.549及0.529，所計算得到的TE分別為341.59 Κ及341.47 Κ，而半經驗式Wilson以及NRTL的平均絕對偏差均在0.11%以下；
以上本研究所得到的六組二元酸之兩成份系統數據資料，可以用來補充熱力學理論研究的固-液相平衡數據，也可以提供業界當作材料分離技術的基本依據。

We use the Differential Scanning Calorimetry ( DSC ) of the solid-liquid equilibria to measure the seven organic binary mixtures in the study ― maleic acid ( 1 ) + malonic acid ( 2 ) ,maleic acid ( 1 ) + heptanedioic acid ( 2 ) ,maleic acid ( 1 ) + nonanedioic acid ( 2 ) ,maleic acid ( 1 ) + decanedioic acid ( 2 ) ,maleic acid ( 1 ) + 2,2-dimethylsuccinic acid ( 2 ) ,maleic acid ( 1 ) + 2,3-dimethylsuccinic acid ( 2 ),3-Methylglutaric acid ( 1 ) + 2,3-dimethylsuccinic acid ( 2 ).The measured results from the seven set of organic binary mixtures are fitted using the Wlison. To demonstrate the measured result graphically, we employ Nonrandom Two-liquid Theory ( NRTL ) activity coefficient models that allow for further estimating the eutectic point (x1) and the eutectic temperatures (TE).
The result shows us that the solids liquid equilibria for seven organic bianary mixtures were calculated by the Wilson and NRTL models ― maleic acid ( 1 ) + malonic acid ( 2 ) (x1=0.460 and 0.504, TE=347.53 K and 349.66 K, AADT less than 0.38 % ) ; maleic acid ( 1 ) + heptanedioic acid ( 2 ) (x1=0.331 and 0.327, TE=360.19 K and 360.82 K, AADT less than 0.27 % ) ; maleic acid ( 1 ) + nonanedioic acid ( 2 ) (x1=0.374 and 0.377, TE=366.91 K and 366.81 K, AADT less than 0.11 % ) ; maleic acid ( 1 ) + decanedioic acid ( 2 ) (x1=0.582 and 0.583, TE=38.27 K and 384.09 K, AADT less than 0.14 % ) ; maleic acid ( 1 ) + 2,2-dimethylsuccinic acid ( 2 ) (x1=0.504 and 0.506, TE=381.44 K and 380.89 K, AADT less than 0.15 % ) ; maleic acid ( 1 ) + 2,3-dimethylsuccinic acid ( 2 ) (x1=0.336 and 0.368, TE=361.55 K and 366.21K, AADT less than 0.20 % ) ; 3-Methylglutaric acid ( 1 ) + 2,3-dimethylsuccinic acid ( 2 ) (x1=0.549 and 0.529, TE=341.59 K and 341.47 K, AADT less than 0.11 % )
This studt provided reference for research of the data of solid liquid equilibrium and the basis reference data for industry segregation process.

目錄
致謝 I
中文摘要 II
Abstract IV
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究背景與目的 1
1.3固-液相平衡之實驗方法 2
1.4文獻回顧 3
第二章 熱分析原理與實驗數據分析迴歸模式 6
2.1兩成份簡單共熔圖的介紹 6
2.2示差掃描熱量分析儀 7
2.2.1熱流式DSC(heat flux DSC) 8
2.2.2補償式DSC( power compensation DSC ) 9
2.2.3 DSC校正 11
2.3熱力學模式與相轉化曲線 12
2.3.1熱力學模式 12
2.3.2相轉化曲線 15
2.4熱力學模式理論模型 15
2.4.1 Wilson模型 16
2.4.2 NRTL模型 18
第三章 實驗 21
3.1實驗儀器 21
3.1.1示差掃描熱量分析儀 (DSC)： 21
3.1.2示差掃描熱量分析儀之冷卻機： 22
3.1.3熱重分析儀(TGA)： 23
3.1.4電子天平 24
3.1.5其他儀器設備 25
3.2 實驗藥品 26
3.2.1實驗藥品來源 26
3.2.2藥品資料 27
3.2.3藥品結構式 28
3.3藥品配製 29
3.4實驗步驟 29
3.4.1實驗前置作業 29
3.4.2兩成分混合物各組之實驗步驟 31
3.4.3升溫溫度Tmax的設定 31
3.5數據處裡 33
第四章 結果與討論 34
4.1兩成份實驗系統 34
4.2 DSC曲線之圖形判別 37
4.3兩成份系統有機物相關之探討 39
4.4影響實驗曲線之因素 54
4.4.1藥品顆粒大小之均勻度 54
4.4.2試樣填裝與配置 54
4.4.3使用之樣品盤(sample pan) 55
4.4.4藥品的裂解性質 55
4.4.5氣體介質種類、純度、及流量 56
4.4.6加熱速率之影響 56
4.5熱力學模式與Wilson方程式及NRTL方程式之對應結果 56
第五章 結論 67
參考文獻 68
 
表目錄
表2.2-1熱流式DSC與補償式DSC對比之優劣表 8
表2.4-1 Dipper資料庫中各藥品計算莫爾體積之參數 19
表2.4-2 藥品結構組成 20
表2.4-3 本實驗計算莫爾體積所使用到之參數[27] 20
表3.2-1實驗藥品介紹 26
表3.4-1 藥品裂解溫度及文獻熔點數據 32
表4.1-1量測藥品之溶點溫度與潛熱和文獻對照表 36
表4.3-1順丁烯二酸(1) +丙二酸(2)之兩成份固-液相平衡數據 40
表4.3-2順丁烯二酸(1) +庚二酸(3)之兩成份固-液相平衡數據 41
表4.3-3順丁烯二酸(1) +壬二酸(4)之兩成份固-液相平衡數據 42
表4.3-4順丁烯二酸(1) +癸二酸(5)之兩成份固-液相平衡數據 43
表4.3-5順丁烯二酸(1) +2.2-二甲基丁二酸(6)之兩成份固-液相平衡數據 44
表4.3-6順丁烯二酸(1) +2.3-二甲基丁二酸(7)之兩成份固-液相平衡數據 45
表4.3-7 3-甲基戊二酸(8)+2.3-二甲基丁二酸(7)之兩成份固-液相平衡數據 46
表4.5-1 Wlison模型與NRTL模型配合參數回歸的結果 59
表4.5-2利用兩種方法比較順丁烯二酸+丙二酸兩成份混合物的共熔點 60
表4.5-3利用兩種方法比較順丁烯二酸+庚二酸兩成份混合物的共熔點 61
表4.5-4利用兩種方法比較順丁烯二酸+壬二酸兩成份混合物的共熔點 62
表4.5-5利用兩種方法比較順丁烯二酸+癸二酸兩成份混合物的共熔點 63
表4.5-6利用兩種方法比較順丁烯二酸+2,2-二甲基丁二酸兩成份混合物的 共熔點 64
表4.5-7利用兩種方法比較順丁烯二酸+2,3-二甲基丁二酸兩成份混合物的共熔點 65
表4.5-8利用兩種方法比較3-甲基戊二酸+2,3-二甲基丁二酸兩成份混合物的共熔點 66
 
圖目錄
圖2.1-1簡單共熔系統相圖 7
圖2.2-1熱流式DSC示意圖(Perkin-Elmer) 9
圖2.2-2補償式DSC示意圖(Perkin-Elmer) 10
圖3.1-1 Perkin-Elmer DSC4000 21
圖3.1-2 Perkin-Elmer Inteaccler 2P 22
圖3.1-3 Perkin-Elmer Pyris 1 TGA 23
圖3.1-4電子天平(SHIMADZU AUW220D) 24
圖3.1-5 DSC之式樣壓盤器 25
圖4.1-1以升溫速率0.2 K/min、0.5 K/min及1 K/min量測標準品銦 35
圖4.1-2以升溫速率0.2 K/min、0.5 K/min及1 K/min量測標準品鋅 35
圖4.2-1 DSC之簡單共熔曲線圖 38
圖4.2-2順丁烯二酸在不同升溫速率下的peak temperatures 39
圖4.3-1順丁烯二酸(1)+丙二酸(2)之DSC曲線圖 47
圖4.3-2順丁烯二酸(1)+庚二酸(3)之DSC曲線圖 48
圖4.3-3順丁烯二酸(1)+壬二酸(4)之DSC曲線圖 49
圖4.3-4順丁烯二酸(1)+癸二酸(5)之DSC曲線圖 50
圖4.3-5順丁烯二酸(1)+2.2-二甲基丁二酸(6)之DSC曲線圖 51
圖4.3-6順丁烯二酸(1)+2.3-二甲基丁二酸(7)之DSC曲線圖 52
圖4.3-7 3-甲基戊二酸(8)+2.3-二甲基丁二酸(7)之DSC曲線圖 53
圖4.5-1順丁烯二酸 ( 1 ) + 丙二酸 ( 2 ) 固-液相平衡曲線圖(●為液化溫度；▲為共熔溫度；實線為Wilson model；虛線為NRTL model ) 60
圖4.5-2順丁烯二酸 ( 1 ) + 庚二酸 ( 2 ) 固-液相平衡曲線圖(●為液化溫度；▲為共熔溫度；實線為Wilson model；虛線為NRTL model ) 61
圖4.5-3順丁烯二酸 ( 1 ) + 壬二酸 ( 2 ) 固-液相平衡曲線圖(●為液化溫度；▲為共熔溫度；實線為Wilson model；虛線為NRTL model ) 62
圖4.5-4順丁烯二酸 ( 1 ) + 癸二酸 ( 2 ) 固-液相平衡曲線圖(●為液化溫度；▲為共熔溫度；實線為Wilson model；虛線為NRTL model ) 63
圖4.5-5順丁烯二酸 ( 1 ) + 2,2-二甲基丁二酸 ( 2 ) 固-液相平衡曲線圖(●為液化溫度；▲為共熔溫度；實線為Wilson model；虛線為NRTL model ) 64
圖4.5-6 2,2-二甲基丁二酸 ( 1 ) + 2,3-二甲基丁二酸 ( 2 ) 固-液相平衡曲線圖(●為液化溫度；▲為共熔溫度；實線為Wilson model；虛線為NRTL model ) 65
圖4.5-7 3-甲基戊二酸 ( 1 ) + 2,3-二甲基丁二酸 ( 2 ) 固-液相平衡曲線圖(●為液化溫度；▲為共熔溫度；實線為Wilson model；虛線為NRTL model ) 66

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[42]詹奇昂，己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、2,3-二甲基丁二酸之二成份固液相平衡，碩士論文，中國文化大學工學院化學工程與材料工程學系奈米材料碩士班，民國一零三年。
[43]林岱蔚，苯甲酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸之二成份固液相平衡，碩士論文，中國文化大學工學院化學工程與材料工程學系奈米材料碩士班，民國一零四年。
[44]胡文瀚，丙二酸、戊二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、3-甲基戊二酸、2‚2-二甲基丁二酸、2‚3-二甲基丁二酸之二成份固液相平衡，碩士論文，中國文化大學工學院化學工程與材料工程學系奈米材料碩士班，民國一零五年。
[45]王若筠，丁二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、3-甲基戊二酸、2,2-二甲基丁二酸、2,3-二甲基丁二酸之二成份固液相平衡，碩士論文，中國文化大學工學院化學工程與材料工程學系奈米材料碩士班，民國一零五年。