第 一 題

「共沸蒸餾（azeotropic distillation）」指一種特殊的蒸餾技術，專門用於分離形成共沸物（azeotrope）或相對揮發度極接近 1、無法以一般分餾純化的液體混合物。 特徵與原理包含： (1) 加入第三成分：在原混合物中加入第三種物質（稱為夾帶劑或共沸劑，entrainer）。

「酯化反應（esterification reaction）」係指有機酸（或無機含氧酸）與醇類在酸性催化劑存在下，發生脫水縮合生成「酯類」與「水」的化學反應（通式：$R-COOH + R'-OH \rightleftharpoons R-COOR' + H_2O$）。 其製程特徵包含： (1) 可逆性：此為典型的可逆反應，工業上為提高轉化率，常依據勒沙特列原理，採用添加過量便宜反應物（如過量的醇）或於反應過程中持續移除產物（如利用共沸蒸餾除水）之手段。

「陰離子聚合反應（Anionic polymerization）」係指以陰離子（通常為碳負離子）作為鏈增長活性中心的一種加成聚合反應。其特徵包含：(1) 適用單體：主要為帶有拉電子基團（如氰基、羰基、苯基）的乙烯基單體（如苯乙烯、丙烯腈）或共軛二烯烴；(2) 起始劑：常使用強親核試劑，如鹼金屬或有機金屬化合物（如正丁基鋰）；(3) 活性聚合特性：在嚴格無水、無氧及無質子性雜質的條件下，反應缺乏自然的鏈終止與鏈轉移步驟，形成「活性聚合物（Living polymer）」，此特性極有利於精確控制分子量、窄化分子量分布，並可藉由依序加入不同單體來合成嵌段共聚物。 實務應用為：工業上廣泛利用陰離子聚合技術生產具有特定分子結構的高附加價值高分子材料，例如合成熱塑性彈性體「苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）」、溶聚丁苯橡膠（SSBR）以及高順式聚異戊二烯（人造天然橡膠）。

「介面活性劑的乳化（emulsification）」是指利用介面活性劑的兩親性分子結構（同時具備親水基與親油基），降低兩種互不相溶液體（通常為油與水）之間的介面張力，使其中一種液體以微小液滴狀態均勻且穩定地分散於另一種液體中，形成乳化液（Emulsion）的過程。特徵包含：(1) 介面活性劑會吸附於液滴表面形成保護膜（微胞），防止液滴相互碰撞凝聚；(2) 大幅提升熱力學與動力學上的穩定性，避免油水分離；(3) 依分散相與連續相的不同，主要可分為水包油型（O/W）與油包水型（W/O）。 具體應用實例為：食品工業中的美乃滋（O/W型）、化妝品工業的乳液與面霜、以及金屬加工製程中作為冷卻與潤滑使用的金屬切削液。

「生物質快速熱解（fast pyrolysis of biomass）」是指在無氧或極缺氧的環境下，將生物質（如農林廢棄物）快速加熱至中高溫（約 450℃～600℃）使其發生熱化學裂解的程序。特徵包含：(1) 極高的升溫速率（10³～10⁴ ℃/s）；(2) 氣相產物在反應器內的停留時間極短（通常小於 2 秒）；(3) 產物離開反應器後需迅速冷卻（淬火，quenching），以避免二次裂解反應發生，從而最大化液體產量。 實務應用為：此製程主要用於生產液態「生物油（Bio-oil）」（產率可達 60～75%）。生物油可直接作為重油鍋爐的替代燃料，或進一步透過加氫脫氧（HDO）等升級程序精煉成車用生質汽柴油；此外，亦可從生物油中分離提取高附加價值化學品（如酚類、左旋葡聚醣等）。