化學系

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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年,最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資,授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人,另外尚有與中央研究院合聘教授3位,在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外,本系另有助教13位,職技員工1位,協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面,大學部現實際共322人,碩士班現實際就學研究生共174人,博士班現實際就學共55人。

本系一向秉持著教學與研究並重,近年來為配合許多研究計畫的需求,研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外,本系提供研究生獎助學金,研究生可支領助教獎學金(TA)、研究獎學金(RA)和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金(fellowships)。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。

本校圖書館藏書豐富,除了本部圖書館外,分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊,西文期刊合訂本有911餘種期刊,將近約3萬冊。此外,西文現期期刊約450種,涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路,將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能,納入圖書館資訊系統中,並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index,Chemical Citation Index,Chemical Abstracts,Beilstein,MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。

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    調節氮化硼材料活性以增強尿素氧化反應的選擇性和反應性—DFT 研究
    (2025) 郭芸安; Kuo, Yun-An
    本研究執行於微觀層次上分析氮化硼 (BN) 材料在尿素氧化反應中的吸附行為,並以富含缺陷與金屬摻雜的組織性 BN 線型與粒子型材料為研究對象。我們選用具備較高工程適用性的密度泛函理論 (DFT) 進行系統性先驗分析,並分別估算B12N12、B24N24、平面 h-BN、N 缺陷 h-BN 及鎳摻雜系統的結構穩定性、電子結構、吸附能與反應自由能變化。研究結果顯示,相較於 B12N12 與 B24N24 平面型的h-BN基材經N缺陷修飾後能顯著降低反應步驟的自由能變化,並提升電子傳輸能力與中間體的穩定吸附能力,是提升UOR能效的關鍵修飾策略。尿素分子在此系統中作為反應前驅步驟的關鍵吸附物,其吸附構型與結構合理性對後續反應的自由能具顯著影響。此外,我們亦考察金屬Ni在N缺陷中摻雜的可能性,並分析其對吸附能與UOR反應的正負面影響。儘管Ni可提供穩定且對稱的吸附配位結構,然而其強鍵結特性可能限制中間體的結構重組與質子轉移,使反應電位決定步驟之能障上升,降低整體反應效能。與先前文獻所述Ni-O-Ni結構的選擇性缺陷相符,說明金屬摻雜未必一定能促進催化反應。透過N缺陷工程修飾之平面h-BN在結構可調性、電子活化與反應動力學上皆展現卓越潛力。其具備原料豐富、製程簡易與環保應用潛力,有望應用於未來綠色能源轉換與尿素污染治理,提供新穎且可行之材料設計路徑。
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    共聚物和兩性離子聚合物之離子液體的動力學模擬分析
    (2025) 張力仁; Chang, Li-Zen
    能源議題一直以來都是科學家在探究的一個領域,從石化能源到綠色能源都有各式各樣的研究,而能源也帶來了很多環境相關的議題,其中溫室效應與氣候變遷是最常見的問題。為了因應這些問題,如何開源節流就是一個值得我們去研究的問題。在各種能源出現,研究各種發電成本、環境影響,轉換效率等情況中,如何能夠有效利用目前的電量亦即吾人可一併探討的問題,而人類生活中最常使用的能源即電能,最主要的儲存方式電池就是本篇文章探討的重點。近年來,離子液體因為其低的蒸氣壓、廣泛的液態範圍、可調節的性質、廣泛的溶解性和高穩定性等特性而受到各領域的推崇與研究,而離子液體在電池系統中可以扮演多個角色,如: 電解質、薄膜、溶劑、儲存電能等,同時離子液體也被視為綠色溶液,並且可以增加電池的效能、安全性、容量、能量密度、摺疊性、彎曲性等優越的條件。本文將探討兩種類型的聚離子液體:1. 共聚物(Copolymer )2. 兩性離子聚合物(Zwitterionic Polymer)之動力學模擬分析,先用Gaussian軟體建立單體模型並進行量子力學的密度泛函理論(DFT)優化,然後擴建為兩種聚合物模型,並以Tinker軟體進行古典力學的分子動力學(MD)模擬,並探討其不同溫度(300 K、350 K、400 K)、環境(純水、增加電解質使溶液密度增加、增加電解質的同時保持密度固定)下對水的根均方位移(R MSD)、擴散係數,以及用VMD軟體分析其徑向分佈函數(RDF),來探討系統內的原子距離與作用力等關係,並綜合以上數據,來推測兩種聚離子液體的效率以及適合的環境等。
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    利用理論計算探討金屬團簇還原二氧化碳的催化反應
    (2024) 張庭瑜; Chang, Ting-Yu
    二氧化碳(CO₂)還原反應在減少溫室氣體排放和生產可再生能源方面具有重要意義,由於CO₂分子本身的高穩定性,使其還原過程具有挑戰性。本研究利用理論計算方法,探討了金屬團簇在CO₂還原反應中的催化性能,選擇了幾種具有潛在催化能力的金屬團簇,如鈀(Pd)、和鈷(Co)等金屬,並對其結構和電子性質進行了密度泛函理論(DFT)計算,比較不同團簇與CO₂分子的吸附能及反應路徑,發現這些團簇在特定條件下能夠有效地活化CO₂分子。接著,研究了CO₂在這些金屬團簇表面的還原反應機理,並計算了各步驟的吸附能,結果顯示,Pd和Co團簇在還原CO₂的過程中都具有較高的催化活性,研究結果表明,適當的表面修飾和反應條件可以進一步提升金屬團簇的催化活性和選擇性。總結來說,本研究通過理論計算證明了金屬團簇在CO₂還原反應中的潛在應用價值,為設計高效、選擇性的CO₂還原催化劑提供了重要的理論依據。