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 理論計算探討乙醇在2Ru/ZrO2(111)表面之脫氫反應(2009) 陳育偉; CHEN,YU-WEI本論文分為兩大主題： 第一部分：乙醇在2Ru/ZrO2(111)表面之脫氫反應 我們使用週期性的密度泛函理論來研究乙醇在2Ru/ZrO2(111)表面催化下之脫氫反應，我們計算出來乙醇有最大吸附能的結構是以乙醇的O原子接在表面的Ru原子上，而這個結構接續的反應會經由O-Ru路徑，即斷鍵的順序是：O-H鍵→βC-H鍵→C-O鍵而最後得到乙烯吸附在表面上；另外一個有第二大吸附能的結構是以乙醇的αC原子吸附在表面的Ru原子上，這個結構接續的反應會經由αC-Ru路徑，即斷鍵的順序是：αC-H鍵→O-H鍵→(βC-H鍵) →C-C鍵而最後得到氫氣。最後，我們也計算了吸附在表面上的H原子結合成氫氣的反應位能面，其所計算出來的能障大約是20-30 kcal/mol。這個結果象徵著使用參雜Ru的ZrO2表面可能是個頗為有效的催化劑來催化乙醇的脫氫反應。 第二部分：在ZrO2表面參雜Ru與否對催化乙醇脫氫反應的影響 我們使用週期性的密度泛函理論來研究乙醇在ZrO2(111)表面以及2Ru/ZrO2(111)表面催化下之脫氫反應的差別，發現在ZrO2(111)表面脫氫反應所需克服的活化能比在2Ru/ZrO2(111)表面還要高，特別是斷βC-H鍵的過程，其活化能的差距為36.05 kcal/mol，這導因於斷βC-H鍵產生的吸附物非常的不穩定。試著了解造成這個現象的原因，我們做了態密度以及變形能的分析，而分析的結果發現這導因於兩個因素：(1) 乙醇的O、C原子與2Ru/ZrO2表面的Ru原子的作用力強過與ZrO2表面的Zr原子的作用力；(2) 乙醇在ZrO2(111)表面催化下斷βC-H鍵所得到的吸附結構，其表面的變形能比起在2Ru/ZrO2(111)表面催化下的情形大很多(30.41 kcal/mol)。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 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。Item 還原時間、鎳(Ni)的摻入及載體(CeO2, BZDy)對於鈷(Co)催化劑在乙醇氧化蒸氣重組反應之影響與反應機構探討(2018) 郭伯揚; Kuo, Po-Yang本實驗以含浸法來合成10%金屬鈷(Co)與鈷鎳合金分別附載於氧流動性之氧化鈰(CeO2)與親水性之鋯酸鋇摻雜鏑(BZDy)之催化劑，在進行乙醇氧化蒸汽重組反應(OSRE)前，催化劑分別在氫氣下進行還原0小時、還原1.5小時及還原4小時的前處理。催化劑鑑定方面使用能量散射光譜儀(EDS)、X-ray粉末繞射分析儀(XRD)、X-ray光電子能譜儀(XPS)、程序升溫還原反應(TPR)進行催化劑的特性鑑定。透過氣相層析儀GC分析產物選擇率、轉換效率及氫氣產率的催化性能。以原位漫反射傅立葉轉換紅外光譜儀(in situ DRIFTS IR)來推測乙醇氧化蒸汽重組之反應路徑。實驗結果顯示Co附載於親氧性之CeO2上時在OSRE反應過程中能很容易被氧化或還原，但Co在親水性之BZDy上則較難。兩者在氫氣還原4小時前處理下的反應性相似，但Co/CeO2表面活性氧較多，因此CO2選擇率較高，Co/BZDy表面活性氧較少，則CO選擇率較高。Ni摻入Co/CeO2後會使斷C－C鍵能力增強，也會使CO進行WGS反應而導致、H2產率及CO2選擇率提高，但同時也造成CH4選擇率較高及積碳失活的問題。在situ DRIFTS 實驗中，Co/CeO2的表面較具氧流動性，易使乙醛氧化成CH3COO-，而Co/BZDy的氧流動性較差，較易形成CH3CO-。氧氣的加入會促使CH3COO-及CH3CO-在200OC時就能斷C－C鍵而形成CH3 + CO2與CH3 + CO以及促使CH3和CO的氧化。Ni摻入Co/CeO2後會使得acetate的訊號較小，代表Ni對於斷C－C鍵有很高的活性。Item 開發新型態氮摻雜二硫化鈷催化劑於電催化產氫反應之應用(2016) 楊玗修; Yang, Yu-Hsiu在現今石化燃料的快速消耗下，尋找新興替代能源逐漸受到關注。在許多的替代能源中，氫氣燃料電池為最具發展潛力的能源之一，因其原理簡單、在反應時其轉換效能也很高，且過程中不會產生危害地球的溫室氣體，例如二氧化碳或甲烷等產物。 氫氣能從許多來源中產生，而其中電解水(water electrolysis)是最具潛力的方法，然而對於電解水產氫，鉑金屬類的少數貴金屬雖具有相當高效能的催化活性與穩定度，但是其含量稀少與價格昂貴，限制了大量製造與普及化可能性。因此開發便宜且地球含量豐富的析氫觸媒材料為我們研究的重點方向。 本實驗利用水熱法(hydrothermal)配合化學氣相置換法方式，合成氮摻雜之二硫化鈷。藉由異質結構增加活化位置，來提升析氫觸媒的表現。在極化曲線中，我們可以發現此材料擁有很好的催化活性，其Onset potential 約50mV，Tafel slope值約52mV/decade，並展現良好的長程穩定性。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。