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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Item 利用溶液法合成FeS2 奈米晶體並組裝光二極體異質接面作用於可見光到近紅外光的光偵測(2012) 江宥廷; You-Ting Jiang在本篇論文中，組裝以 ITO / ZnO / FeS2 NCs / MoO3 / Au的光二極體異質接面元件並以的二硫化鐵奈米晶體 (FeS2 NCs) 作為可見光 (Vis) 到近紅外光 (NIR) 的光偵測主動層，並利用氧化锌 (ZnO) 作為元件電洞阻擋層和三氧化鉬 (MoO3) 做為電洞提取層之研究。藉由金屬氧化層置入異質接面元件下，可以大幅抑制漏電流且減少元件的串聯電阻，在照射 A.M. 1.5 強度 100 mW/cm2 下，外電壓施予 -1 V 時可提供電流開關比值達 8000 的高整流比率光二極體。除此之外，此二硫化鐵奈米晶體異質接面元件可以在外加負偏壓下，對於可見光到近紅外光 ( 450 nm ~ 1150 nm ) 皆有光電流反應。在最後，我們呈現出以地球含量多且非毒性的二硫化鐵結合金屬氧化物層，所形成的異質接面光偵測元件，是有潛力能夠應用於近紅外光偵測器上。這個研究成果對於以二硫化鐵奈米晶體薄膜形成之光伏特元件中是相當重要的一環。Item 結合二硫化鐵奈米晶體與聚(3-己基塞吩)、[6,6]苯基富勒烯丁酸甲酯之無機/有機及與氧化鋅奈米晶體之全無機混掺光電元件應用(2008) 黃國賓摘要 二硫化鐵(FeS2)，能隙0.95eV之半導體，具有高吸光性，製備容易且地球含量豐富，其塊材(黃鐵礦)早期亦作為太陽能電池之材料。，在本論文中以溶液法製備花形FeS2奈米粒子，以及FeS2混掺過渡元素銅、鎳及鈷之奈米粒子，並利用其製作各種光電元件：(1) FeS2奈米粒子與氧化鋅(ZnO)奈米柱混掺之全無機太陽能電池，其中ZnO亦為熱門之光電元件材料，且有機高分子與無機材料相比，其使用壽命是個不小挑戰，因此全無機太陽能電池應為往後之趨勢。FeS2及ZnO均無污染無毒，對地球並無負擔，在環保意識高漲的今日，不失為一種環境接受性良好之綠色材料； (2) FeS2、P3HT與PCBM之無機奈米粒子/有機高分子混掺太陽電池，期望加入FeS2奈米粒子後，正好能補足紅光區之吸收，達成全日光波長均能轉換為電能之目標，在AM1.5G的模擬光源下，其開路電壓提高為0.5V，短路電流提高為6.1mA；(3) FeS2與P3HT之無機奈米粒子/有機高分子混掺太陽電池，經改善FeS2在氯仿中分散度後，並全程在乾燥箱內製造元件，在AM1.5G的模擬光源下，其光電轉換效率可達0.139%。Item 二硫化鐵奈米晶體製備與其在光電元件應用(2007) 顏宏吉在本篇論文，我們利用 Fe-oleylamine 錯合物和元素硫於有機溶劑中反應形成二硫化鐵半導體奈米晶體。Fe-oleylamine 是由氯化鐵和oleylamine 反應所得到。在只使用 oleylamine 作為溶劑的情況下，我們所得到的二硫化鐵奈米晶體在TEM底下呈現花的形狀。當改變反應溫度以及改變oleylamine 和 1-octadecene 的溶劑比例，我們可以得到圓球形以及中空立方體的二硫化鐵奈米晶體。利用TEM、SEM、XRD等儀器分析所合成的二硫化鐵其形貌和晶體結構，發現合成的二硫化鐵奈米晶體為黃鐵礦結構(pyrite)。由於黃鐵礦的環境接受性以及高吸光係數，因此我們利用合成的花型二硫化鐵奈米晶體作為異質接面有機太陽能電池以及光感測器的材料。進而測量此類型太陽能電池在AM1.5G的模擬光源下，其光電轉換效率為0.07%。Item 利用3D奈米結構提升二硫化鐵做為析氫觸媒之效能(2014) 張裕卿; Yu-Ching Chang摘要 氫能是一個乾淨的能源，在其能源的釋放過程中不會產生危害地 球的溫室氣體，例如二氧化碳及甲烷等。因此視為替代能源中最具潛 力能源之一，電解水產氫(water electrolysis)越來越具重要性，因為此 方法簡單乾淨、產生氫氣濃度高，雖然像鉑金屬之類的貴金屬在析氫 反應中具有高效能的催化活性，但其昂貴且含量少，故開發出便宜且 在地表含量豐富之新穎析氫觸媒為我們重要的課題。 本研究中，我們合成出3D奈米結構之二硫化鐵，因其結構具多孔 性且為立體結構可露出更多活化位置，並提高整體比表面積，藉此特 性可有效提升二硫化鐵在作為析氫觸媒上的表現。 3D奈米結構之二硫化鐵比起球型二硫化鐵奈米晶體與立方體二 硫化鐵奈米晶體具及立方體二硫化鐵奈米晶體與還原態氧化石墨烯 之混合物有更良好的析氫活性。在極化曲線量測中發現，立體結構之 onset potential 約 150 mV。 而其 Tafel slope 值約 58 mV/dec。但二 硫化鐵奈米晶體之穩定性仍然 不足,是未來研究重點之一。Item 開發FeS2-TiO2複合材料並應用在光催化產氫之研究(2013) 向柔瑋; Rou-Wei Xiang在本實驗中，我們利用溶液合成方法製備出親水性的二硫化鐵奈米晶體(FeS2 NCs)，再與市售的二氧化鈦 (TiO2，Degussa P25)混合，作為複合材料光觸媒，應用在光催化分解水產生氫氣。 實驗中，利用溶液合成法製備出親水性的FeS2，摻雜P25 (TiO2)，進行高溫硫化鍛燒步驟，使FeS2與TiO2能更緊密的結合。所得到的複合材料光觸媒在加入犧牲試劑後進行光照反應(光源：Mercury arc lamp, 強度：400W)，在不同的實驗條件下：光觸媒比例、犧牲試劑、溶液pH值…等，偵測照光後產氫效果，其最佳條件為FeS2-TiO2 (1:1)，犧牲試劑為MeOH/H2O (1:1)，pH值為7，產氫速率為373 mole h-1 g-1。相較於單純P25，產氫速率提升約20倍。更重要的，FeS2-TiO2具有好的光催化產氫效果，主要是因為FeS2材料吸收較TiO2廣，可吸收波長為可見光的部份，進而增加產氫之效率。 在此研究中，我們呈現出以地球含量多且非毒性的二硫化鐵(FeS2)結合二氧化鈦(TiO2)作為複合材料光觸媒，經由硫化步驟優化FeS2-TiO2複合材料，且不須藉由任何貴金屬做助催化劑，就能有效達到分解水的產氫效果。Item 利用FeS2 奈米晶體敏化TiO2光電極在 近紅外光電化學產氫之研究(2013) 陳廷睿; Ting-Ruei Chen在本研究中，利用溶液法合成二硫化鐵奈米晶體 (FeS2 NCs)組裝在二氧化鈦 (TiO2)薄膜表面，作為近紅外光敏化劑應用於光電化學系統 (PEC)進行水分解產氫。研究中先利用溶膠凝膠法製備 TiO2/FTO，並以溶液法合成 FeS2，旋鍍於 TiO2/FTO上，形成 FeS2/TiO2/FTO異質接面光電極。 實驗中利用近紅外光雷射 (波長=808nm 強度=300mW/cm2 )照射光電極，採用 0.25M Na2S + 0.35M Na2SO3作為電解液。相較於單純 TiO2以及利用硫化鉛 (PbS)、硒化鉻 (CdSe)取代 FeS2之光電極，相較之下， FeS2/TiO2/FTO異質接面光電極對近紅外光有較佳的表現，在外電壓 0.9V vs. RHE時有最佳飽和光電流密度 6 mA/cm2 ，光電流轉換效率為0.86%，其理論產氫速率約為2.5mL/cm2-h。 最後我們呈現出以地球含量多且非毒性的FeS2結合金屬氧化物所形成的異質接面光電極，在近紅外光下有優異的光電化學產氫之表現，這在利用近紅外光能量產氫技術發展中，是相當重要的一環。Item 利用溶劑法合成二硫化鐵奈米晶體並與石墨烯混摻作為析氫觸媒之應用(2013) 黃珈菱; Jia-Ling Huang氫能是一乾淨能源，而且為最具有潛力能取代石油，成為一新穎燃料。因此，利用電解水產氫反應也越來越具有一定的重要性，成為重要的可再生能源之一。雖然像是鉑金屬之類的貴重金屬，在析氫反應中具有高效率的產氫能力，但因為貴重金屬其地球含量不多，使其成本相當高昂，難以大規模應用。因此開發新型便宜且地表上含量豐富之析氫觸媒就很重要了。 此研究中，本實驗團隊利用溶劑熱法有效的合成出不同結構之二硫化鐵奈米晶體，並且與還原態氧化石墨烯藉由超音波震盪作混合結合動作。使得二硫化鐵奈米晶體與還原態氧化石墨烯複合材料能做為一新式析氫反應之觸媒。 立方體二硫化鐵奈米晶體與還原態氧化石墨烯之複合材料比起純二硫化鐵奈米晶體與具有更良好的析氫活性。於極化曲線量測中發現，此複合材料之onset potential 約210 mV。而其Tafel slope 值約80 mV/dec。而其立方體二硫化鐵奈米晶體與還原態氧化石墨烯之複合材料之穩定性比球型及立方體二硫化鐵奈米晶體要好。並推測其立方體二硫化鐵奈米晶體與還原態氧化石墨烯之複合材料的反應機制為Volmer-Heyrovsky反應。最後，我們成功利用地球豐富且無毒性之二硫化鐵奈米晶體與還原態氧化石墨烯之複合材料當作析氫觸媒。Item 天然礦石二硫化鐵作為室溫鈉硫電池正極之電化學反應機制研究(2015) 張博嘉; Chang, Po-Chia為了尋找比傳統廣泛使用的鋰離子電池具有高能量密度及較低的成本，常溫鈉硫電池是具有淺力的候選之一，此種新型電池不但大大的降低成本，也解決了高溫鈉硫電池在工作時安全性的問題，但以硫為正極材料的常溫鈉硫電池仍存在一些困難，像是導電性不足使材料反應性不佳，以及硫在鈉離子嵌入後所形成可溶性多硫化鈉溶解於電解液…等，這些因素會導致電池的電容量衰退以及較低的庫倫效率，所以本篇論文，以尋找合適的電極材料來改善目前的鈉硫電池之問題。 本研究是將天然礦石二硫化鐵材料應用在室溫鈉硫電池之正極。我們發現二硫化鐵材料在電流密度約50mAg-1條件下其第一圈放電電容量為1360 mAhg-1，而充電電容量約為1086 mAhg-1，其不可逆電容量約為20%，循環50圈後電容量約還有745 mAhg-1。而在快速充放電的測試中，我們以電流密度約8920 mAg-1的大電流下進行充放電測試，其電容量仍表現相當高的520 mAhg-1。最後，我們發現單純以微米大小之二硫化鐵應用在鈉硫電池的正極上，搭配適當的電解液和選擇合適的電位範圍，可得到穩定的循環表現、良好的庫倫效率以及快速充放電下可保持一定之電容量。Item 鈷摻雜二硫化鐵/磷化鐵複合材料的合成與其作為析氫觸媒之應用(2015) 陳威廷; Chen, Wei- Ting在全球人口快速成長與能量消耗情況下，再生能源的需求逐漸受到關注。在眾多替代能源中，電解水產氫 (water electrolysis) 被視為最具發展潛力之一，因其方法簡單、產生氫氣濃度高且過程中不會產生危害地球的溫室氣體，例如二氧化碳及甲烷等。在析氫反應中，鉑金屬之類的貴金屬研究出具有高效能的催化活性，但其價格昂貴且含量少，受到許多限制。因此開發出新穎、便宜且地表含量豐富的析氫觸媒成為我們重要的研究方向。 本研究中，我們以化學氣相沉積法合成出鈷摻雜二硫化鐵/磷化鐵複合材料，由硫與磷產生之異質結構並提高整體比表面積，而露出更多活化位置，藉此特性可有效提升其在析氫觸媒上的表現。 鈷摻雜二硫化鐵/磷化鐵比起一些文獻報導的純硫化物、純磷化物和非貴金屬在酸性環境下中具有更好的析氫活性效率。在極化曲線量測中發現，其異質結構之 Onset potential 約 30 mV ，Tafel slope 值計算約 41.5 mV/dec ;對於電流與時間相對關係下持續的測量一個星期，鈷摻雜二硫化鐵/磷化鐵仍維持其初始電流量，展現其高穩定度。