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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    銠(I)金屬催化烯基硼酸試劑對α,β-不飽和酮類化合物的不對稱1,4-加成反應
    (2014) 廖柏翔; Liao, Bo-Xiang
    本論文是利用一價銠金屬和掌性樟腦型雙環[2.2.1]雙烯配基(25A)作為催化基,催化烯基硼酸試劑與α,β-不飽和酮類化合物進行不對稱1,4加成反應,利用各種不同的烯基硼酸試劑及α,β-不飽和酮類化合物合成出一系列β-烯基取代酮化合物。這些產物都具有很好的產率以及高的立體選擇性,產率最高可達99%,而鏡像超越值可高達>99.5% ee。
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    以即時性漫反射傅立葉轉換紅外光譜儀探討乙醇氧化蒸氣重組在(Co, Rh)/(CeO2, YSZ)上之反應機制
    (2019) 林澤蒲; Lin, Tse-Pu
    在我們目前的研究中,我們使用即時性漫反射傅立葉轉換紅外光譜儀(in situ DRIFTS IR),系統式的檢測不同水醇比和氧氣比例之(Co, Rh)/CeO2和Rh/(CeO2, YSZ)催化劑在乙醇氧化蒸氣重組的反應,而我們透過這方式,來推測不同催化劑以及不同反應條件下之反應機構。催化劑使用含浸法合成,並透過X-ray粉末繞射分析儀(XRD)、能量散射光譜儀 (EDS)、程序升溫還原反應(TPR)和光電子能譜儀 (XPS)來鑑定其晶格、成分以及氧化態。比較(Rh,Co)/ CeO2的乙醇氧化蒸氣重組反應,我們的結果發現,在Rh / CeO2上容易快速脫氫而形成酰基陽離子(CH3CO)中間體,進而分解成CH4和CO,顯示了Rh擁有優良的斷碳碳鍵活性。比較Rh /(CeO2 ,YSZ)上的反應,Rh / CeO2上的大量CO脫附,確定了氧化物載體的優良儲氧能力;另外,乙醛與乙酸顯著的反應,對於Rh / CeO2催化劑產生CO2也有明顯的影響,這也代表著它有助於氧化的過程。而反應的結果顯示,大量的水氣比例增加會使氫氣的產率升高以及得到較低的CO和較高的CH4選擇率,而較高的氧氣含量,會使得反應產生更多的氧化產物,比如CO和CO2。
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    多型態銠金屬奈米晶體之合成與其在二氧化碳氫化上之應用
    (2016) 陳韋潔; Chen, Wei-Jie
    銠金屬奈米晶體因其良好的活性使其在催化反應的研究上備受矚目。在本論文中,我們描述如何利用一步一鍋化的水相合成法,藉由調控反應劑的使用量,成功合成了具有不同表面晶面的銠金屬奈米晶體,並將其應用至二氧化碳氫化反應上,探討生成甲烷的選擇性與晶體結構之關係。我們探討的銠金屬奈米結構包含凹面、鑿面與雙晶相奈米晶體,其中凹面晶體為具有高均一性的四面體結構。此三種形態可藉由在反應條件中,調整界面活性劑—溴化十六烷基三甲铵的濃度高低而互相轉變。以凹面四面體的條件為核心,溴化十六烷基三甲铵濃度較低時可形成鑿面奈米晶體,然而較高時可得到具雙晶相的奈米晶體。此三種結構經由電子顯微鏡、X光電子能譜儀等分析可被證實為面心立方的純銠金屬,但在表面有因暴露空氣下而產生的氧化銠層。在二氧化碳氫化的催化反應中,此三種結構皆被分散在氧化鋯上製備成非勻相觸媒。在條件測試中,三者皆在溫度高於攝氏400度才有明顯二氧化碳轉化率,且轉化率隨溫度上升。然而,甲烷的生成只有在凹面四面體的結構上甚為明顯,其餘皆產生高比率的一氧化碳。經參考文獻結果與推測探討,此凹面四面體銠奈米觸媒因具有110的晶面存在於凹面中,而改變了催化反應的途徑,提高了甲烷生成的選擇性,而存在於表面的111與100晶面則趨向於一氧化碳反應途徑的生成。此項發現不僅證實了觸媒表面結構與產物選擇性的關係,更提供一個極重要的方法,將二氧化碳高選擇地轉化成高經濟價值的甲烷。
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    異相催化反應之理論計算研究: 甲醇-d4分解反應與Fischer-Tropsch合成反應
    (2015) 陳惠榆; Chen, Hui-Yu
    本論文包含兩個異相催化反應之理論計算研究:甲醇-d4在Rh催化劑分解反應及Fischer-Tropsch(F-T)合成反應。在第一個主題中,我們計算甲醇-d4在Rh(100)、放大的Rh(100)e及球狀Rh38表面,脫氫產生CO及D2分子的反應路徑,與表面大小的相關性,且與真空實驗系統做比對。由計算結果得知,在小的表面Rh38,甲醇-d4斷O-D鍵的活化能降低,使甲醇-d4容易分解,其結果與實驗觀察一致。此外,我們計算Rh表面及團簇上CO數目對吸附能的影響。CO吸附行為在平坦Rh(100)及球狀Rh38兩種表面差異甚大,在平坦的Rh(100)及Rh(100)e表面,CO分子垂直吸附於表面,然而,在球狀Rh38表面,CO分子吸附為輻射狀,此吸附結構會造成CO在球狀Rh38表面分子間作用力較小;因此,隨著CO覆蓋率上升,在Rh38表面吸附能下降幅度較Rh(100)表面為平緩。 在第二個部分中,我們探討Fischer-Tropsch (F-T) 合成反應在Ru(0001)和Co(0001)表面的反應機構。根據計算結果可知,不論在Ru(0001)還是Co(0001)表面,CO傾向生成中間物CHO;在Co(0001)表面,CHO會繼續氫化生成CH2O及CH3O,但在Ru(0001)表面則是傾向斷C-O鍵。此兩表面路徑差異,對應在Co催化劑上有高的CH4選擇率,而在Ru催化劑則是生成含碳長鏈產物。因此,我們利用物理方法:改變表面粗糙度,及化學方法:表面加入promoter,增加Co催化劑活性作為改善。在物理方法中,我們計算波浪狀(11-20)及(1-100)表面,發現CO斷鍵在此兩表面更為容易,減少CH4選擇率。在化學方法中,探討加入Na及K金屬的Co(0001)表面,由計算結果得知,Na及K提升CHO的C-O斷鍵能力,大於氫化能力,增加F-T合成反應活性。