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國立成功大學 化學工程學系 溫添進所指導 王柏欣的 固定離子於水膠電解質之高性能超級電容器研究 （2020），提出聚丙烯酸鹽加水關鍵因素是什麼，來自於水膠電解質、固定離子、水於鹽、半互穿高分子網絡結構、甜菜鹼官能化氧化石墨烯。
而第二篇論文國立臺灣師範大學 化學系 許貫中所指導 袁通軒的 兩性離子型水膠/蒙托土複合材料的合成和性質研究 （2018），提出因為有 兩性離子型、水膠、合成、蒙托土、砂漿、吸水率、抗壓強度、內部濕度、乾縮、自收縮的重點而找出了 聚丙烯酸鹽加水的解答。
固定離子於水膠電解質之高性能超級電容器研究
為了解決聚丙烯酸鹽加水 的問題，作者王柏欣 這樣論述：
本研究透過光聚合[2-(丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化銨(TMA)和2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸鈉（AMPS）通過與聚（乙二醇）二丙烯酸酯（PEGDA）製備雙離子高分子(Zwitterionic polymer, ZP)。水膠電解質(IC-Na2SO4、ZPE-Na2SO4、IA-Na2SO4 和 PVA（聚乙烯醇）-Na2SO4) 是通過膨潤於1M Na2SO4(aq)而製備。透過電化學阻抗圖譜 (Electrochemical impedance spectroscopy, EIS)的計算， 25°C下的IC-Na2SO4、IPI-Na2SO4、IA-Na2SO4、1M Na2SO4
(aq)和PVA-Na2SO4的離子電導度分別為37.7mScm-1、81.6mScm-1、62.9mScm-1、56.8mScm-1和0.135mScm-1。透過介電常數分析，ZPE-Na2SO4具有最大的介電常數。根據以上的結果，我們選擇表現最好的ZPE-Na2SO4來做為超級電容器的電解質。碳材對稱超級電容器 (Carbon-based symmetric supercapacitors, CSSs) 由 1M Na2SO4(aq) (CSS-aq)、PVA-Na2SO4 (CSS-PVA) 和 ZPE-Na2SO4 (CSS-ZPE) 組裝而成。通過循環伏安法，CSS-aq、CSS-P
VA 和 CSS-ZPE 的電位窗口 (Electrochemical window, EW) 分別為 1.2V、1.3V 和 1.9V。在0.5Ag-1的電流密度下，CSS-aq、CSS-PVA和CSS-ZPE的比電容分別為125 Fg-1、71 Fg-1和246.2 Fg-1。CSS-ZPE還具有121.3 WhKg-1的高能量密度、38424.6 WKg-1的高功率密度及5000次充放電循環。為了更進一步擴大EW，我們將水於鹽(Water-in-salts)引入ZP，製備出具有高離子導電度及寬EW的ZPE。 ZPE由膨潤於1m、5m、10m、15m 和 17m NaClO4(aq)來製備
，分別表示為 ZPE-S1、ZPE-S5、ZPE-S10、ZPE-S15 和 ZPE-S17。其中，ZPE-S17具有17m NaClO4(aq)的1.12倍的EW。此外，NaClO4(aq)的離子導電度隨著濃度從1m至5m而上升，隨著濃度從5m增加到17m而降低。有趣的是，ZPE 的離子電導度隨著濃度增加至15m而持續增加。 在17m的情況下，ZPE-S17 仍保持 106.1 mScm-1 的高離子電導率。我們將1m NaClO4(aq)、17m NaClO4(aq)、ZPE-S1、ZPE-S15和 ZPE-S17作為電解質並組裝成CSS，依序命名為CSS-aq1、CSS-aq17、CSS
-ZPE1、CSS-ZPE15及CSS-ZPE17。其中，CSS-ZPE17 表現出 2.4 V 的EW 和優異的電化學性能，在 2313.5 Wkg-1的高功率密度下展現133.5 Whkg-1 的高能量密度，提供了水性儲能裝置的巨大潛力。 由以上結果可知，雙離子水膠中的固定離子確實增加了離子導電度，並擴大了EW。我們開始思考如何增加水膠電解質中固定離子的密度，以進一步提高離子導電性。另一方面，機械性質也是水膠電解質的重要因素之一。在此，我們提出了能夠實現超高離子電導度和優良機械性能的半互穿高分子網絡結構(Semi-interpenetrating polymeric netw
ork)電解質（ZSIPNEs）。ZSIPNEs是通過將不同含量的聚(甲基丙烯酸磺酸鈉)(pSBMA)引入到ZP中並將其膨潤於17m NaClO4(aq) 而製備。當pSBMA含量為0.1%時，ZS-0.1具有超高的離子電導度135.2mScm-1。此外，ZS-0.1顯示出優異的機械性能，包括0.36MPa的抗壓強度(Compressive strength)、74.5%的抗壓應變(Compressive strain)、33.7kPa的抗壓模量(Compressive modulus)和4.329Jm-3的韌性(Toughness)。此外，我們將17m NaClO4（aq）、ZS-0和ZS-
0.1作為電解質，組裝成CSS，依序命名為C-aq、C-ZPE和C-ZSIPNE，並進行電化學測試。C-ZSIPNE顯示出2.4V的寬廣電化學窗口和優越的電化學性能，並提供83.6Whkg-1的高能量密度和19.1kWkg-1的高功率密度。在90∘的彎曲角度下，C-ZSIPNE的電容幾乎保持在100%，在柔性超級電容器中具有潛在的應用價值。 在最後，我們提出另一個方法來增加水膠電解質的固定離子密度。我們利用甜菜鹼官能化氧化石墨烯（Betaine functional graphene oxide, BFGO），作為增強劑和解離劑，增加ZPE的離子導電度和機械性質。BFGO是透過偶
氮-麥可加成反應(azo-Michael addition reaction)，將磺基甜菜鹼甲基丙烯酸酯(SBMA)接枝到氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)。然後，將BFGO引入ZP並膨潤於1M Na2SO4(aq)製備成BFGO-ZPE。BFGO-ZPE不僅含水量達到 86.4wt%，溶脹率達到 625%，同時還顯示出色的機械性能，包括84.4kPa的壓縮強度、67%的壓縮應變、14.2kPa的壓縮模量和1.16 Jm-3。此外，BFGO-ZPE 在 25°C 下具有 107mScm-1 的高離子電導度。實用上，我們將ZPE、GO-ZPE、BFGO-ZPE作為電解質應用於CS
S，依序命名為CSS-ZPE、CSS-GZ及CSS-BGZ。CSS-BGZ展現46.2 WhKg-1的高能量密度和8.2 kWKg-1的高功率密度。值得注意的是，CSS-BGZ 在彎曲 90° 後還具有 100% 的電容保持率，在柔性超級電容器中具有潛在應用。
兩性離子型水膠/蒙托土複合材料的合成和性質研究
為了解決聚丙烯酸鹽加水 的問題，作者袁通軒 這樣論述：
論文主要目的為製備兩種兩性離子型的水膠P(AM/SB) 和(P(AM/SB)/MMT)係使用丙烯醯胺、甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯 (SB)和蒙托土為單體，經自由基反應合成，利用FT-IR作水膠結構鑑定，探討單體比例和蒙托土含量對於水膠在各種水溶液下吸水率的影響。將P(AM/SB)/MMT水膠加到水泥漿和水泥砂漿中，作為自養護劑時，探討單體比例和蒙托土比例含量，對於水泥漿中水泥水化程度、圓盤裂縫和凝結時間的影響；以及對於水泥砂漿抗壓強度、內部濕度、乾縮量和自收縮量的影響。研究結果顯示， P(AM/SB)/MMT水膠：當AM/SB= 8, APS= 0.5 mol%, MBA= 2.0 mo
l%, MMT = 10 wt%時，在純水中和Pore solution中的最大吸水率分別為28.3 g/g和54.0 g/g。將P(AM/SB)/MMT水膠加入水泥砂漿中，當水膠劑量為0.2 wt%，粒徑為0.082 mm， 和蒙托土含量為10 wt%時，對水泥砂漿的抗壓強度和內部濕度增加、乾縮量減少、自收縮量減少和水泥漿的圓盤裂縫減低有最佳的提升效果。