Ferroelectric Control of the Conduction at the LaAlO 3 /SrTiO 3 Hetero-interface

Abstract The LaAlO 3 /SrTiO 3 (LAO/STO) interface serves as a model system in which a highly mobile quasi-twodimensional electron gas (2DEG) forms between two band insulator

Investigations of wood treated by mild pyrolysis in a semi-industrial reactor for sustainable material production : thermal behavior, property changes and kinetic modeling

La pyrolyse douce est un procédé prometteur et largement utilisé, mené à une température de 200 à 300 °C dans une atmosphère inerte afin de produire des matériaux durables (bois traité thermiquement) ou des combustibles solides (bois torréfié). Le but de cette étude est d’étudier les bois traités thermiquement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle pour une production durable de matériaux. Deux essences de bois européennes différentes, une essence de feuillus (peuplier, Populus nigra) et une essence de résineux (sapin, Abies pectinata), sont utilisées pour réaliser les expériences. La présente recherche est divisée en trois parties. Dans la première partie, le comportement thermique des planches de bois est étudié dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Les expériences sont effectuées à 200-230 °C avec une vitesse de chauffe de 0.2 °C min-1 dans un environnement sous vide (200 hPa) pour intensifier la dégradation thermique. Quatre étapes différentes de dégradation thermique lors du traitement thermique du bois sont définies, en fonction de l'intensité de la perte de masse différentielle (DML). Les caractéristiques de dévolatilisation du bois traité sont évaluées à l'aide de l'indice de dévolatilisation (ID) basé sur les résultats de l'analyse immédiate. La corrélation de l'ID par rapport à la perte de masse des deux essences de bois est fortement caractérisée par une distribution linéaire, ce qui permet de fournir un outil simple et utile pour prédire la perte de masse du bois. Dans la seconde partie de l’étude, plusieurs analyses (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, diffraction des rayons X, mesure du changement de couleur, teneur en humidité à l’équilibre et angle de contact) ont été réalisées. Les résultats obtenus démontrent clairement la dégradation thermique lors des réactions de déshydratation, de désacétylation, de dépolymérisation et de condensation au cours du traitement thermique. Les phénomènes de changement de couleur et de transformation hygroscopique observés sont illustrés et discutés en détail. La décarbonisation (DC), la déshydrogénation (DH) et la désoxygénation (DO) des bois traités sont également évaluées. Il s'avère que les trois indices peuvent être bien corrélés à la variation de couleur totale et à l'étendue de la réduction de l'hygroscopicité (HRE). Dans la dernière partie de l'étude, une modélisation cinétique du traitement thermique du bois est développée sur la base d’un schéma cinétique en deux étapes. La cinétique obtenue permet de prédire avec succès le rendement en solide de planches de bois lors du traitement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Dans le même temps, une prévision de la composition élémentaire est proposée. Celle-ci est basée sur les analyses élémentaires (ultimes) du bois non traité et du bois traité, ainsi que sur les rendements instantanés en solides. Les résultats indiquent que la prédiction des profils C, H et O est en bon accord avec les changements de composition attendus dans le matériau au cours du traitement. En résumé, les résultats obtenus et la cinétique établie sont propices à l’identification des mécanismes de dégradation thermique du bois et peuvent être utilisés pour le traitement thermique et la conception de réacteurs dans l'industrie afin de produire des matériaux bois adaptés à diverses applications.Mild pyrolysis is a promising and widely applied process conducted at 200-300 °C in an inert condition to produce sustainable materials (i.e. heat treated wood) or solid fuel (i.e. torrefied wood). The aim of this study is to investigate the woods heat treated in a semi-industrial scale reactor for sustainable material production. Two different European wood species, a hardwood species (poplar, Populus nigra) and a softwood species (fir, Abies pectinata), are used to perform the experiments. The present research is divided into three parts. In the first part, the thermal behavior of wood boards is studied in a semi-industrial scale reactor. The experiments are carried out at 200-230 °C with a heating rate of 0.2 °C min-1 in a vacuum condition (200 hPa) to intensify the thermal degradation. Four different stages of thermal degradation during wood heat treatment are defined based on the intensity of differential mass loss (DML). The devolatilization characteristics of treated woods are evaluated by the devolatilization index (DI) based on the results of proximate analysis. The correlation of DI with respect to mass loss of the two wood species is strongly characterized by linear distribution, which is able to provide a simple tool to predict the mass loss of wood. In the second part of the study, a number of analyses, such as Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, measurement of color change, equilibrium moisture content, and contact angle) are performed to evaluate the property changes of treated woods. The obtained results clearly demonstrate the thermal degradation through dehydration, deacetylation, depolymerization, and condensation reactions during the heat treatment. The observed phenomena of color change and hygroscopic transformation are illustrated and discussed in detail. The decarbonization, dehydrogenation, and deoxygenation of the treated woods are also evaluated. It is found that the three indexes can be well correlated to the total color difference and hygroscopicity reduction extent (HRE). In the last part of the study, the kinetic modeling of wood heat treatment is developed based on a two-step kinetic scheme. The obtained kinetics successfully predict dynamic solid yield of wood boards during the treatment in the semi-industrial reactor. Meanwhile, the prediction of elemental composition is also performed by a direct method based on the elemental analyses of untreated and treated woods at the end of the treatment, as well as the instantaneous solid yield. The results point out that the prediction of C, H, and O profiles are in good agreement with expected composition changes in the wood materials during treatment. In summary, the obtained results and established kinetics are conducive to recognizing the mechanisms of wood thermal degradation and can be used for heat treatment process and reactor design in industry to produce wood materials for various applications

Études de bois traités par pyrolyse douce dans un réacteur semi-industriel pour une production de matériaux durable : comportement thermique, changements de propriétés et modélisation cinétique

Mild pyrolysis is a promising and widely applied process conducted at 200-300 °C in an inert condition to produce sustainable materials (i.e. heat treated wood) or solid fuel (i.e. torrefied wood). The aim of this study is to investigate the woods heat treated in a semi-industrial scale reactor for sustainable material production. Two different European wood species, a hardwood species (poplar, Populus nigra) and a softwood species (fir, Abies pectinata), are used to perform the experiments. The present research is divided into three parts. In the first part, the thermal behavior of wood boards is studied in a semi-industrial scale reactor. The experiments are carried out at 200-230 °C with a heating rate of 0.2 °C min-1 in a vacuum condition (200 hPa) to intensify the thermal degradation. Four different stages of thermal degradation during wood heat treatment are defined based on the intensity of differential mass loss (DML). The devolatilization characteristics of treated woods are evaluated by the devolatilization index (DI) based on the results of proximate analysis. The correlation of DI with respect to mass loss of the two wood species is strongly characterized by linear distribution, which is able to provide a simple tool to predict the mass loss of wood. In the second part of the study, a number of analyses, such as Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, measurement of color change, equilibrium moisture content, and contact angle) are performed to evaluate the property changes of treated woods. The obtained results clearly demonstrate the thermal degradation through dehydration, deacetylation, depolymerization, and condensation reactions during the heat treatment. The observed phenomena of color change and hygroscopic transformation are illustrated and discussed in detail. The decarbonization, dehydrogenation, and deoxygenation of the treated woods are also evaluated. It is found that the three indexes can be well correlated to the total color difference and hygroscopicity reduction extent (HRE). In the last part of the study, the kinetic modeling of wood heat treatment is developed based on a two-step kinetic scheme. The obtained kinetics successfully predict dynamic solid yield of wood boards during the treatment in the semi-industrial reactor. Meanwhile, the prediction of elemental composition is also performed by a direct method based on the elemental analyses of untreated and treated woods at the end of the treatment, as well as the instantaneous solid yield. The results point out that the prediction of C, H, and O profiles are in good agreement with expected composition changes in the wood materials during treatment. In summary, the obtained results and established kinetics are conducive to recognizing the mechanisms of wood thermal degradation and can be used for heat treatment process and reactor design in industry to produce wood materials for various applications.La pyrolyse douce est un procédé prometteur et largement utilisé, mené à une température de 200 à 300 °C dans une atmosphère inerte afin de produire des matériaux durables (bois traité thermiquement) ou des combustibles solides (bois torréfié). Le but de cette étude est d’étudier les bois traités thermiquement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle pour une production durable de matériaux. Deux essences de bois européennes différentes, une essence de feuillus (peuplier, Populus nigra) et une essence de résineux (sapin, Abies pectinata), sont utilisées pour réaliser les expériences. La présente recherche est divisée en trois parties. Dans la première partie, le comportement thermique des planches de bois est étudié dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Les expériences sont effectuées à 200-230 °C avec une vitesse de chauffe de 0.2 °C min-1 dans un environnement sous vide (200 hPa) pour intensifier la dégradation thermique. Quatre étapes différentes de dégradation thermique lors du traitement thermique du bois sont définies, en fonction de l'intensité de la perte de masse différentielle (DML). Les caractéristiques de dévolatilisation du bois traité sont évaluées à l'aide de l'indice de dévolatilisation (ID) basé sur les résultats de l'analyse immédiate. La corrélation de l'ID par rapport à la perte de masse des deux essences de bois est fortement caractérisée par une distribution linéaire, ce qui permet de fournir un outil simple et utile pour prédire la perte de masse du bois. Dans la seconde partie de l’étude, plusieurs analyses (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, diffraction des rayons X, mesure du changement de couleur, teneur en humidité à l’équilibre et angle de contact) ont été réalisées. Les résultats obtenus démontrent clairement la dégradation thermique lors des réactions de déshydratation, de désacétylation, de dépolymérisation et de condensation au cours du traitement thermique. Les phénomènes de changement de couleur et de transformation hygroscopique observés sont illustrés et discutés en détail. La décarbonisation (DC), la déshydrogénation (DH) et la désoxygénation (DO) des bois traités sont également évaluées. Il s'avère que les trois indices peuvent être bien corrélés à la variation de couleur totale et à l'étendue de la réduction de l'hygroscopicité (HRE). Dans la dernière partie de l'étude, une modélisation cinétique du traitement thermique du bois est développée sur la base d’un schéma cinétique en deux étapes. La cinétique obtenue permet de prédire avec succès le rendement en solide de planches de bois lors du traitement dans un réacteur à l’échelle semi-industrielle. Dans le même temps, une prévision de la composition élémentaire est proposée. Celle-ci est basée sur les analyses élémentaires (ultimes) du bois non traité et du bois traité, ainsi que sur les rendements instantanés en solides. Les résultats indiquent que la prédiction des profils C, H et O est en bon accord avec les changements de composition attendus dans le matériau au cours du traitement. En résumé, les résultats obtenus et la cinétique établie sont propices à l’identification des mécanismes de dégradation thermique du bois et peuvent être utilisés pour le traitement thermique et la conception de réacteurs dans l'industrie afin de produire des matériaux bois adaptés à diverses applications

Novel Photo-Sensitizers for Dye-Sensitized Solar Cell Applications

[[abstract]]本論文致力於染料敏化太陽能電池之最佳化研究，在光敏劑的部分使用本實驗室所合成之新穎人造葉綠素衍生物。光敏劑的部分分為兩個系列，第一個系列設計概念衍生至本實驗室所發表的紫質染料 LD14 與 LD16，將錨定基團由乙炔苯甲酸置換為噻吩衍生物，此系列包含四支染料 (Me2N-PS1, Me2N-PS2, Me2N-PS3 及 Oct2N-PS1)。此系列最佳化後效率為 Me2N-PS1 (6.76%) > Oct2N-PS1 (6.68%) > Me2N-PS2 (6.37%) > Me2N-PS3 (4.62%)，此效率趨勢與實驗室所發表過的苯乙炔 (phenylethynyl, PE) 長度之相關探討 (PE1 ~ PE4) 有一致性。 第二個系列，同樣為本實驗室所合成的具結構穩定性之人造葉綠素衍生物光敏劑 (LS-01, LS-11)，此系列光敏劑具有紫質化合物不同之特徵吸收峰。值得一提的是，LS-01 及 LS-11 吸附於二氧化鈦陽極後，呈現少見且鮮豔的粉紅色與粉藍色。最佳化 LS 系列染料元件效率為 LS-11 (5.36%) > LS-01 (4.67%) > H2PE1 (2.06%)。[[abstract]]This thesis is focuse on the optimizing dye-sensitized solar cells of two series of novel photosensitizers. The first series of dyes (Me2N-PS1, Me2N-PS2, Me2N-PS3, Oct2N-PS1) are based on the published porphyrin dyes (LD14, LD16). For these PS dyes, we introduce thiophene derivative to substitute phenylethynyl (PE) as the bridge between the porphyrin core and the anchoring group. The result show a trend of Me2N-PS1 (6.76%) > Oct2N-PS1 (6.68%) > Me2N-PS2 (6.37%) > Me2N-PS3 (4.62%) This is in consistent with the reported PE1~PE4 dyes. In the second part, stable artificial chlorophyll, derivatives (LS-01, LS-11) were synthesized and used as photosensitizers. Remarkably, LS dyes show vivid colors (pink and blue) on TiO2. Phtotvoltaic measurements show a trend of efficiencies of LS dyes LS-11 (5.36%) > LS-01 (4.67%) > H2PE1 (2.06%).[[note]]碩

Investigation of the relationship among the service innovation,customer satisfaction and willing to pay for the homeservice industries.

[[abstract]]由於近15年來產業結構改變，雙薪的家庭組成模式已是常態趨勢，服務外包已成為趨勢，因此家庭服務的需求日益增加，其中尤以家事服務業占家庭服務產業最大產值，也因屬於整個家庭服務業進入門檻最低，所以吸引最多從業者投入，也形成很多產業惡性循環問題。? 本研究運用問卷調查的方式蒐集實證資料，以網路問卷為主，正式問卷回收411份，其中有23份無效問卷，故本研究樣本共計378份。? 針對消費者在選擇家事服務時，服務創新是否有助於家事顧客滿意度的提升？而服務創新究竟是否可以提升顧客的願付價格？研究結果顯示，服務創新確實會提高客戶的滿意度與選擇，但服務創新需要付出較高的研發或執行費用，而顧客對服務創新的願付價格結果亦呈現正向顯著結果，顯示顧客希望家事服務提供者可以提供服務創新，來降低其各項服務中間產生的成本與提升其在服務中的控管效率，也願意支付這中間所產生的溢付價格。? 因此，可以依據研究結果做出兩個結論：1.服務創新的科技應用在家事服務可以提高顧客滿意度。2.透過服務創新，顧客依據服務類型不同的認知價格，容忍增加價格為4小時50～150元。這結果可以做為產業發展的參考，另外透過消費容忍金額的調查也有助於家事業者做市場訂價的參考，也從這結果發現分級收費制是產業未來發展的方向。[[abstract]]Since the past 15 years the industry structure change, double-income families has become the normal family formation patterns. With the increasing demand for family services, outsourcing has become a trend, In the family service industry which accounts for greatest output value by the homeservice. Because of family Services industry low barriers to entry, attracting many practitioners investment, also led the industry in vicious competition countless other problems.??In this study, through the web-based questionnaire to collect empirical data, recycle 411 formal questionnaires, of which there are 23 copies of invalid questionnaires, this study a total of 378 samples.???On the investigation: When consumers choose homeservice, is?service innovation to help enhance customer satisfaction and increase customer willingness to pay high prices? The results showed that indeed service innovation to improve customer satisfaction, but the customer willingness to pay higher prices to get service innovation is not significant. The results showed that the customer wishes to obtain service innovation, but the service costs can be absorbed by the service provider.??Therefore, based on the results obtained two conclusions:First, innovative services technology is feasible direction in homeservice, second, through innovative services, based on customer for different service types of cognitive price, tolerable price per four hours increased by 50 to 150 NT dollars

A study of hygroscopic property of biomass pretreated by torrefaction

Torrefaction is a thermochemical conversion process, and it is adopted to improve the drawbacks of raw biomass (such as high hygroscopicity, low calorific values and energy density). During this process, biomass is thermally degraded in an inert or nitrogen environment at temperature range of 200-300 degrees C for several minutes to several hours. In this study, high homogeneous torrefied wood samples were produced by torrefaction at 200, 210, 220, and 230 degrees C. The equilibrium moisture content (EMC) of raw and torrefied wood and the contact angle of sample surface are examined to evaluate the hygroscopicity changes of torrefied wood. The results indicate that the EMC of the torrefied wood decreased by 35% or more compared to the EMC of raw material. An increasing of contact angle of torrefied wood surface is observed with increasing torrefaction temperature, and it is in the range of 103-113 degrees which is correspond to hydrophobic surface (>900). Meanwhile, the detailed mechanisms about the changes of biomass hygroscopicity after torrefacion are also illustrated in the present work

Kinetic parameters from wood thermal degradation under vacuum to implement a mathematic model

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A study of hygroscopic property of biomass pretreated by torrefaction

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A study of hygroscopic property of biomass pretreated by torrefaction

Torrefaction is a thermochemical conversion process, and it is adopted to improve the drawbacks of raw biomass (such as high hygroscopicity, low calorific values and energy density).During this process, biomass is thermally degraded in an inert or nitrogen environment at temperature range of 200-300 degrees C for several minutes to several hours. In this study, high homogeneous torrefied wood samples were produced by torrefaction at 200, 210, 220, and 230 degrees C. The equilibrium moisture content (EMC) of raw and torrefied wood and the contact angle of sample surface are examined to evaluate the hygroscopicity changes of torrefied wood. The results indicate that the EMC of the torrefied wood decreased by 35% or more compared to the EMC of raw material.An increasing of contact angle of torrefied wood surface is observed with increasing torrefaction temperature, and it is in the range of 103-113 degrees which is correspond to hydrophobic surface (>900). Meanwhile, the detailed mechanisms about the changes of biomass hygroscopicity after torrefacion are also illustrated in the present work

THERMAL DEGRADATION BEHAVIOR OF WOOD MATERIALS DURING HEAT TREATMENT UNDER VACUUM

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