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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    離子液體及中孔二氧化矽SBA-15負載雜多酸-離子液體超強酸觸媒之製備、鑑定與催化特性研究
    (2014) 劉莉莉
    離子液體(ionic liquids; ILs)是公認具有高穩定性、極低揮發性的綠色溶劑,更因其可藉由離子交換調控的陽離子和陰離子組份,該液體鹽類可為質子、非質子或兩性離子(zwitterionic)的型態,是一理想的均相催化觸媒。本論文部份研究利用本實驗室所開發之31P-TMPO NMR酸性鑑定技術,即利用三甲基磷氧化物(TMPO)做為探針分子,透過31P核磁共振(nuclear magnetic resonance; NMR)光譜進行實驗,針對不同類型離子液體之酸性特性加以鑑定,並討論其催化應用性。 雜多酸(heteropolyacids;HPAs)則是一種穩定性極佳的無機鹽類,由於其獨特的氧化、還原特性、可溶性和超強酸特性,常被應用於石化及生質能催化反應做為異相或均相觸媒。然而,由於HPA容易溶解於極性溶劑(如水、醋酸等)中以及表面積低等缺點,使反應後催化劑與產物不易分離以及觸媒循環使用困難等缺點,極大地限制了其在催化領域的工業應用。因此,許多新進研究著重於將HPA固載在高比表面積擔體上面,藉以提升其分散性及穩定性。但單純以物理吸附方式將雜多酸負載在擔體表面則存在嚴重的催化劑浸出(leaching)問題,不利於產物分離以及觸媒回收循環使用。針對此一困難問題,本研究開發一種新穎負載型無機有機複合催化劑,選擇利用1-甲基-3-(三甲氧基甲矽烷)咪唑氯化物(1-methyl-3-(trimethoxysilylpropyl)- imidazolium chloride)離子液體做為連接HPA與具高比表面積的中孔二氧化矽SBA-15擔體之間的橋樑,首先將IL修飾於SBA-15載體表面,再利用IL上的帶負電咪唑環與雜多酸陽離子所形成的離子鍵結達到固載的目的。吾人所製備的HPA-IL/SBA-15觸媒並透過各種物裡化學分析與光譜技術加以鑑定,此外,亦利用31P-TMPO NMR酸性鑑定技術其酸性特性(酸強度與濃度)。最後,並藉由線性烷基苯(LAB)催化反應進行測試,了解其催化效能。 由異核固態NMR及其他實驗結果顯示,吾人成功地負載典型的Keggin-型態HPA,即磷鎢酸(H3PW12O40; HPW),在IL修飾的SBA-15表面,且所製備之HPW-IL/SBA-15觸媒具有超強酸的特性存在。經由改變HPW和IL的負載比例,吾人亦成功的調控負載在擔體上的酸強度與酸量分佈,並發現在適當的HPW/IL比例(即接近1:1)時,反應不僅具有高轉化率且有較好的短鏈線性烷基苯(2-LAB)產物選擇率,說明此時HPW原存在的三個質子活性酸位(proton active sites)當中,平均只有一個質子與IL上的陰離子形成離子鍵而被佔據,所剩餘的兩個質子表現出最高濃度的超強酸質子分佈,因而展現較佳的催化能力。反之,負載過少(或過多)HPW時,極低(或極高)質子酸位的存在,均導致較低的LAB轉化率和選擇率,反而不利於反應的進行。