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 距離調控式奈米銀增強螢光的感測機制應用於紙片型光學感測器之研製(2022) 張雅淇; Chang, Ya-Chi本研究使用化學合成法將市售的水相螢光分子轉相成可溶於二氯甲烷的有機相螢光分子，並以奈米金屬增強螢光效應的原理為基礎，於螢光材料中混入有機單層分子膜包覆的奈米銀團簇，最後做成以螢光反應來偵測有機氣體的紙片型感測器。本研究使用市售之綠光感測器搭配雙低通濾波電路所組成的微小化感測器，與光譜儀相比，不僅大幅地降低實驗成本，對於有機氣體偵測的螢光訊號反應也得到有效的放大。為優化實驗條件，本研究做了三種影響因素的比較，分別選用不同碳鏈長度的硫醇來包覆奈米銀粒子、不同螢光反射底板、調整奈米銀與螢光的混合比例，接著將具有最佳化條件的組合，用於偵測8種不同官能基的有機氣體，結果顯示螢光訊號反應有良好的穩定性與可逆性，線性迴歸係數大於0.99，且實驗證實，混入有機相奈米銀粒子，可以有效提升有機氣體偵測的靈敏度，偵測極限值介於11.4 ppm（butanol）到346.8 ppm（octane、toluene）之間。透過作用力的分析，了解到有機氣體的極性或氫鍵等特性會影響螢光反應，也從octane等低極性氣體的測試中證實，螢光反應確實來自於螢光團基與奈米銀粒子之間的距離改變。Item 多功能奈米銀光電性質應用於 單一材料複合有機氣體感測陣列之研製(2021) 林周廷; Lin, Chou-Ting本實驗分成三個部分進行有機氣體的感測:第一部分是於玻片上修飾奈米銀單層薄膜，比較單層奈米銀薄膜與外圍修飾C12-SH薄膜兩者的感測訊號。二是有機相MPC粒子Ag@C12的合成，作為阻抗式(CR)、局部表面電漿共振 (LSPR)感測。與第一部分不同的是將裝置微小化，利用市售感測器取代光譜儀並搭配設計電路將訊號有效放大，解決使用市售光譜儀的高成本問題。第三部分則以2-mercaptobenzothiazole (MBT) 進行部分取代，合成Ag@C12/MBT，可作為阻抗式、局部表面電漿共振、螢光、質量式複合陣列之氣體感測。過往的研究多以不同MPC材料構成單一感測陣列式，而此論文最大的不同是以單一MPC材料進行四種不同類型的感測。由實驗結果顯示，Ag@C12/MBT對於9種不同有機氣體選擇性均不同，因此可藉由不同感測類型來提升該材料對有機氣體的辨識度。Item 化學鍍法製備銅奈米島狀薄膜及其螢光增強特性分析(2020) 黃珮瑜; Huang,Pei-Yu金屬奈米粒子具有金屬螢光增強( Metal Enhanced Fluorescence, MEF )之特性，鄰近於金屬奈米粒子的螢光分子(距離小於20nm)，會受到金屬奈米粒子表面增強電場的影響，進而增強或減弱螢光分子的螢光強度。目前關於金屬螢光增強的研究文獻大多著重於金與銀的奈米粒子，而銅奈米粒子由於其表面相對的容易氧化，故銅的表面電漿共振( Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR )相關的研究和應用並未受到太大的重視。本實驗室先前利用金的晶種修飾於玻璃基板後，順利的製備出銅奈米薄膜，但金的晶種增加了實驗成本，因此本研究改善了銅奈米島狀薄膜的製備方法，在不使用金的條件下先於玻璃基板上長出銅晶種，再以少量的銀離子進行賈凡尼置換反應( Galvanic replacement )，形成銅銀核殼晶種( Cu@Ag Seed )，最後以甲醛作為還原劑，順利成長出銅奈米島狀薄膜。為了解決銅奈米島狀薄膜氧化的問題，我們在薄膜上修飾硫醇，並利用碳酸氫鈉緩衝溶液抑制銅的氧化。為了進一步探討銅奈米島狀薄膜與螢光增強倍率的關係，本研究改變銅的生長時間並測試不同的硫醇表面修飾。結果發現銅薄膜的生長時間為4分鐘且以硫十一醇( 11-mercapto-1-undecanol，11-MUD )修飾薄膜表面時，能夠得到最高的螢光增強倍率達148倍。未來期許本實驗所備的銅奈米島狀薄膜能更進一步的應用到螢光增強的生物化學檢測技術中。Item 表面電漿共振效應在奈米金銀修飾二氧化矽球之光催化還原二氧化碳研究(2020) 陳思穎; Chen, Si-Ying由於大氣中的二氧化碳濃度持續升高，進而造成全球暖化和氣候變遷等問題，近年來科學家嘗試使用光催化或電催化等還原方法將二氧化碳轉變成可再利用的能源以解決大氣中二氧化碳過量的問題。本研究選用具有強表面電漿共振效應(LSPR)之金屬元素作為光催化的活性位點，例如金、銀等，進一步探討其對於二氧化碳的光催化還原反應效果。此外，金、銀等過渡金屬元素含有多電子的d軌域，可以幫助穩定CO雙鍵的中間態，提高多電子轉移的機會，進而產生各種多碳產物如乙醛、乙醇等。 為了研究表面電漿共振效應對於光催化反應的影響同時增加有效的催化面積，本研究使用二氧化矽球做為基材，主要是利用Stöber溶膠凝膠法合成，並於其表面生長金銀奈米島狀結構。最後透過還原金屬離子的方式將金屬島狀結構生長於矽球上，改變生長液中所添加的金屬前驅物的量，可以調整島狀結構的間隙大小，並更進一步探討其與光催化還原二氧化碳的關係。最後將乘載好金銀奈米島的粉末樣品照射類太陽光源並連接氣相層析儀可以了解到產物生成速率以及光催化效率和二氧化碳還原產物種類。從結果可知，在長上適量銀的二氧化矽球對乙醇選擇性為54%，乙醛選擇性為34%，且光催化效率是最好為0.0485﹪，但隨著銀的負載量提升，光子效率降低導致還原效率降至0.0295﹪，而觀察到銀奈米島可幫助光催化二氧化碳產物乙醇與乙醛之選擇性提升，之後或許可以使用較大尺寸的矽球使銀島長得更加均勻，增加產物的產率。Item 聚合物修飾奈米金殼之表面電漿共振氣體感測陣列的最佳化研究(2012) 周育瑋; Yu-Wei Chou本研究研發出一組局部表面電漿共振(localized surface plasmon resonance, LSPR)感測器陣列，藉由在奈米金殼粒子表面修飾具有不同官能基的聚合物來增強對於有機揮發性氣體(volatile organic compounds, VOCs)的化學選擇性。從即時光譜觀測LSPR變化的結果，可以得知經過表面修飾後的感測器對八種有機氣體均具有選擇性，此外仍能保有快速反應的特性，對不同氣體濃度進行偵測時也能獲得良好的線性關係。 為找出具有最佳氣體鑑別度的感測器陣列組合，本研究使用五種計算方法進行判斷，分別為：最大距離法、變異數法、最大面積法、F檢定(F-test)、Wilcoxon-Wilcox檢定(Wilcoxon-Wilcox test)。其中，由變異數法指出使用DB-1、PIB、PECH三種感測器的組合鑑別度較佳，而最大距離法與最大面積法則是以PEG、PIB、PECH的感測器組合鑑別度較佳；F檢定得出具有較佳鑑別度的組合分別為{PEG, PIB}、{PEG, PECH}、{PMMA, PECH}這三種，至於Wilcoxon-Wilcox檢定則為PEG、PIB與PEG、PECH這二種組合。經由上述判斷的過程，有助於從大量的感測數據中快速篩選出具有最佳鑑別度的感測器組合。Item 表面修飾不同形貌奈米銀應用於表面電漿共振有機氣體感測器之研究(2019) 高麗婷; Gao, Li-Ting本實驗目的在觀察不同形貌之奈米銀粒子在感測揮發性有機氣體 VOC 時，對光學造成的影響。實驗上合成球型 ( Sphere )、三角板( Triangular silver nanoplates, TSNP ) 、立方體 ( Cubic ) 三種形狀之奈米銀，分別自組裝在玻璃感測器上，製作成微小化裝置，主要的吸收波峰位置從球型約 390 nm 位移至三角板 600 nm，立方體主要的波峰在 550 nm，並利用實驗室發展的氣體生成系統，比較三者間在光學上對校正曲線斜率的響應，根據電場分布的特性，證實了具有尖端結構的粒子擁有最好的感測能力。 另外，將奈米銀自組裝感測器各別修飾上聚二甲基矽氧烷以及石墨烯 ( Graphene oxide, GO ) 薄膜，這時候奈米銀在相同的空間裡可感測到更多的氣體分子，因此能增強奈米銀局部表面電漿共振，提升感測器的靈敏度。然而，相較於聚合物，發現石墨烯更能有效提升奈米銀的靈敏度，這項研究為以奈米結構為基底的光學感測器提升了一個層次，butanol 感測可上升 3.28 倍，m-xylene 感測可上升 2.78 倍。Item 以化學法製備銅奈米薄膜及其螢光增強特性分析(2018) 蘇千華; Su, Chien-Hua金屬奈米粒子具有獨特的螢光增強特性，當螢光物質與金屬之間隔有一定距離時，螢光物質受到金屬奈米粒子電場影響，螢光物質會有較多的電子躍遷至激發態，之後回到基態的電子數也增多，進一步增強其放光量，此現象稱為金屬螢光增強(Metal Enhanced Fluorescence , MEF)。 此研究是以無電鍍的方式在水溶液中製備出銅薄膜，以乙醛酸(Glyoxylic acid solution)做為還原劑，並用硫醇修飾其表面，使銅片表面不易與空氣直接接觸，且在後面步驟中TEOS可以更易修飾上，在過去的文獻中發現，銅的局部表面電漿共振 (Localized Surface Plasmon Resonance , LSPR)未受到太大的重視，因為表面有氧化的問題，因此本實驗為了改善其問題，在銅片表面修飾上二氧化矽，且利用改變銅製備時間的長短，觀察螢光強度對銅厚度的結果，將本材料與對照組相比有明顯的染劑螢光強度增強，由此方法可增加整體的螢光增強極限，當銅片的厚度在100奈米左右時，對Streptavidin-IR800有最大的螢光增強，最大值接近60倍。Item 奈米金表面電漿共振應用於不同微結構之有機氣體感測器研製(2018) 林珮盈; Lin, Pei-Ying利用不同基材研究兩種不同微結構的氣體感測器，分別在陽極氧化鋁薄膜與玻璃毛細管內部塗佈奈米金粒子，藉由其表面電漿共振現象，以量測多種不同官能基的揮發性有機化合物。以上兩個氣體感測器皆搭配反射式光纖，藉此縮小感測光徑範圍，只需單一光點即可進行氣體偵測。經熱處理過的奈米金陽極氧化鋁薄膜感測器，所偵測的八種氣體皆呈現良好的線性關係(R2 >0.99)及再現性，偵測下限則尚有進步的空間，範圍為275 ~871 ppm。另外，使用3-胺基丙基三乙氧基矽烷和四乙氧基矽烷，透過自組裝薄膜反應機制將多層奈米金粒子修飾於內徑為0.8 mm的玻璃毛細管內壁，並與氣相層析儀串聯，成功地偵測十六種有機氣體，其結果顯示具有良好再現性、靈敏度及線性關係(R2 >0.99)，對於分子量、極性與折射率越大且沸點越高的化合物有較好的靈敏度，其中m-xylene與cyclohexanone的偵測下限皆小於20 ng。這些局部表面電漿共振感測器，開啟了未來偵測器進一步微小化的可能性。Item 奈米複合材料局部表面電漿共振光纖毛細管偵測器的發展與應用(2017) 黎育蕙; Li, Yu-Huei在光纖毛細管（FOCap）內塗佈奈米複合材料，透過局部表面電漿共振（LSPR）量測揮發性有機化合物（VOCs）之含量，並成功串聯氣相層析儀（GC）做為氣相層析偵測器。為了使偵測器能夠應用於微小化氣相層析系統，本研究使用低功率的發光二極體（LED）搭配鎖相放大器（LIA）增強光電二極體之訊號。在FOCap中分別塗佈受中孔洞二氧化矽保護的奈米金粒子複合材料（SiO2@AuNPs）和受碳鏈保護的奈米金粒子於多孔聚合物內（C12-AuNPs@poly(GMA-EDMA)）作為感測材料，使用光譜儀測量LSPR吸收光譜，光譜的變化量足以偵測VOCs且吸脫附時間不會過長，兩種材料皆有當作GC偵測器的潛力。SiO2@AuNPs光纖毛細管偵測器對於常見的VOCs皆有良好的靈敏度，尤其對於極性較高之化合物偵測感度更佳。分析物極性不同，SiO2@AuNPs毛細管偵測器對其吸附作用力亦不相同，因此每個化合物都有不同的偵測下限（LOD），範圍介於2.56-274.4 ng，雖然對極性化合物有良好的偵測下限，但在再現性測試的實驗中發現回收率及再現性表現不如預期。為了使光纖毛細管偵測器能夠應用於微小化GC系統，使用放光範圍落在奈米複合材料LSPR範圍的LED作為光源並以光電二極體擷取訊號。在LED光徑上放置光束斷續器改善雜散光的干擾，搭配LIA以增強光電二極體的訊號，C12-AuNPs@poly(GMA-EDMA)光纖毛細管偵測器在此實驗裝置下有更好的偵測表現，最低的偵測下限為4.2 ng （左旋檸烯），本研究成功開發具低功率、高表現性等優點的微小化GC偵測器。