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 可控型態的鉑錫合金奈米線作為有效的甲醇及乙醇氧化反應之電催化劑(2021) 周柏宇; Zhou, Bo-Yu直接酒精燃料電池（DAFC）是一種對環境友善且高效的能量轉換裝置。本論文主要講述陽極材料Pt3Sn奈米線通過雙功能效應及結構效應來優化，並應用在直接酒精燃料電池上。Pt3Sn奈米線是通過甲酸還原法製備的，並透過場發射式掃描電子顯微鏡 ( FESEM )、穿透式電子顯微鏡 ( TEM ) 、粉末式X光繞射儀 ( XRD )、能量散射光譜儀 ( EDS ) 、X光光電子光譜儀 ( XPS ) 進行物理及化學性質鑑定。活性及穩定性則是使用甲醇氧化反應（MOR）和乙醇氧化反應（EOR）來測試。電化學的結果顯示出雙金屬Pt3Sn觸媒具有比純Pt更好的性能，是因為雙功能機制。奈米線的結構效應顯示出更進一步的增強，藉由通過改變製造過程中的反應物濃度以及反應時間進行優化。以較低濃度製備的樣品(LC-Pt3Sn-144H)需要更長的反應時間才能獲得最長的奈米線，並顯示出最佳的甲/乙醇氧化反應活性和穩定性。高濃度樣品（HC-Pt3Sn-48H）可以顯著的減少製造時間以達到相似的催化劑結構和電化學性能。本論文所設計的觸媒以雙功能機制和結構效應應證，並展示出有效的方法優化製成。Item 機理性地探討甲醇及乙醇氧化反應於鉑二元與鉑錫三元 (銀、銅、釕)合金觸媒(2020) 秦宇; Chin Yu此次研究主要探討甲醇及乙醇氧化反應（MOR/EOR）作用於碳黑XC-72上的金屬觸媒PtM/PtSnM（M = Ag，Cu，Ru）。所有合金觸媒都以含浸法合成，利用能量色散X射線光譜儀 (EDS)、粉末式X光繞射分析儀 (XRD) 及X光光電子光譜儀 (XPS) 來分別鑑定元素組成，晶格結構和各金屬氧化態。電化學實驗以循環伏安法 (CV) 檢測甲醇、乙醇氧化反應 (MOR/EOR) 活性以及合成的催化劑反應活性面積 (ECSA) ，而以計時電流法（CA）檢測合成的催化劑的穩定性。此外，我們採用傅立葉轉換紅外光譜儀 (FTIR) 來研究反應中產生的中間體和產物，以便了解其反應機制。在我們的電化學結果中可以發現Pt3Ag1Sn1具有最佳的MOR活性，但穩定性不佳。Ag的加入改變Pt表面的電子結構，讓甲醇的第一步反應快速進行，但是中間產物CO的脫附反而難以執行；Sn的加入能夠利用其吸附的氧來加速氧化中間產物，釋放活性表面，提升觸媒穩定性。而Pt3Ag1Sn1具有最佳的EOR活性和穩定性，Ag的加入改變Pt表面的電子結構，加強了EOR中的C2路徑反應，不易產生毒化表面的CO吸附，並且產生更強的反應電流；而Sn的加入提高了親氧性，加速了反應的進行，但其對穩定性的正面影響並不明顯。另外利用傅立葉轉換紅外光譜 (FTIR)來判別金屬觸媒的MOR/EOR反應機制，加入不同過渡金屬後產生反應路徑的變化是影響金屬觸媒的MOR/EOR 活性及穩定性的重點。MOR反應中的主要產物為甲醛及甲酸在各觸媒中都有發現；而各觸媒在EOR反應中主要的產物為乙酸，在各觸媒中以C2為主要反應路徑。而不論在MOR或EOR的IR結果中，產物產量最高的觸媒都是Pt3Ag1Sn1。Item 非接觸式配向層的製備與表面特性研究 ─離子束轟擊聚醯亞胺法和分子自組裝法(2007) 郭書瑋; Shu-Wei Kuo液晶配向層（alignment）是LCD中重要的元件之一，隨著顯示器尺寸的上升和品質的要求，非接觸的配向技術逐漸取代傳統的刷膜配向方式。本研究內容主要分為兩個部份，分別是利用氬、氮及氫離子束轟擊（ion beam bombarded）聚醯亞胺薄膜，以及在類鑽碳表面成長矽烷分子自組裝（molecular self-assembled）薄膜，這兩種非接觸的配向方式製備液晶的配向層，並利用同步輻射X光近緣吸收微結構光譜（NEXAFS）及X光電子能譜（XPS）的技術，研究配向處理後薄膜表面的分子排列位向（orientation order）與化學結構組成（chemical composition）所產生影響。 研究結果顯示，PMDA-ODA聚亞醯胺薄膜在較低的離子能量轟擊下，會有較佳的鍵結異向性，以125 eV的氬離子束施予樣品51015 ions/cm2的暴露量後，可以得到最佳的配向效果；雖然氮離子處理之樣品配向效果不如氬離子，但氮離子束可在較寬的能量及暴露量範圍內，得到一定程度的配向效果；而氫離子束則是最不利於PMDA-ODA材料上的配向。在化學結構上，可以觀察到C=C及C=O鍵結有明顯的破壞情形，並且各元素間，是隨著入射的能量及離子數量選擇性的脫離表面。除了鍵結的破壞以外，也有C=N、N-O及-COO-等新的化學結構生成。 另外，我們也成功地在類鑽碳薄膜上成長3-Aminopropyl -triethoxysilane（APS）自組裝分子膜，並在進一步修飾1-Isothiocyanato-naphthalene（NIC）於APS分子末端， 利用NIC分子上naphthalene基團特定的排列位向，放大氫離子束轟擊配向的效果；最佳的處理條件為依序浸泡30分鐘APS溶液及2小時NIC溶液，而其表面上整體芳香環的雙色性比率（dichroic ratio）為氫離子束轟擊樣品的1.5倍。Item 烷基碘在Pt(111)表面上的吸附行為及熱分解反應(2006) 吳凱煜在超高真空下，探討烷基碘( alkyl iodide，R-I )化合物在Pt(111)表面的吸附及熱分解反應。以程溫脫附法( temperature-programmed desorption，TPD )偵測脫附產物。並以同步輻射光為光源的X-ray光電子能譜( X-ray photoelectron spectroscopy，XPS )分析升溫過程中吸附物的化學組態變化。綜合TPD與XPS的數據，提出烷基碘在鉑表面的反應及分解機制。 低覆蓋率的條件下，所有化學吸附的烷基碘分子在低於200K的溫度會分解成烷基與碘原子，烷基會進行脫氫反應，氫原子結合以分子形式脫附，留下殘碳於表面。在較高的覆蓋率之下，隨著溫度逐步升高，物理吸附的烷基碘會先脫附出來，接著化學吸附的烷基碘則是斷裂C-I鍵，生成烷基與碘原子，烷基除了與氫原子鍵結，還原生成烷類脫附；具有β-H的烷基會以β-hydride elimination生成烯類，以di-σ bonding的方式鍵結在表面，有一部分烯類脫附離開表面。在更高的溫度下，烯類會再進行脫氫反應，一連串的去氫反應後，氫原子在400~500K結合產生氫分子脫附，最後留下殘碳於表面。 比較不同級數烷基的反應結果，得知三級與二級烷基因為立體障礙的因素，氫原子較不易與烷基鍵結，所以烯類與烷類的比例相差較大。Item 烷基醇於Cu(110)表面吸附及熱分解反應(2006) 林宏偉超高真空的環境下，探討烷醇(alkyl alcohol, −OH)化合物在銅表面上的吸附及熱分解反應。以程溫脫附法(temperature-programmed desorption, TPD)偵測脫附產物。且以同步輻射光為光源的X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)，鑑定表面上中間產物的化學組態變化。據此提出含−OH基化合物在銅表面上的反應及分解的機制。於低表面覆蓋率的條件下，部分化學吸附的烷醇分子，傾向分解形成吸附在表面的氫及 alkoxide。高溫度，脫附產物隨吸附分子的種類及量不同而有變化。銅表面的烷醇分子斷氫氧鍵，形成吸附於表面的氫原子及alkoxide。吸附在銅表面上的 methoxide (CH3O-)與氫化合形成甲醇脫附，為一個可逆反應，或者 methoxide (CH3O-)再脫附一個β-H於Cu表面上形成甲醛脫離表面。而含β-H的ethoxide (CH3CH2O-)則傾向以β-elimination的方式形成乙醛而脫附，或是再與氫結合形成乙醇脫附，為一個可逆反應的進行。丙基醇、丁基醇主要也是經由β-H的脫離，以丙醛、丁醛的形式離開銅表面。少量的alkoxide在表面上脫氫產生碳的沉積。Item 鉑錫與第三元金屬的三元合金觸媒對於乙醇氧化反應表現與機構之探討(2019) 劉念青; Liu, Nien-Ching此次研究主要探討碳黑XC-72上的三金屬觸媒PtSnM（M = Ag，Rh，Pd，Co，Cu）對於乙醇氧化反應（EOR），直接乙醇燃料電池（DEFC）的陽極反應。所有三元合金觸媒都以含浸法合成，利用能量色散X射線光譜儀(EDS)、粉末式X光繞射分析儀(XRD)及X光光電子光譜儀(XPS) 來分別鑑定各元素的組成，晶體結構和氧化態。電化學實驗以循環伏安法(CV) 檢測合成的催化劑以研究反應活性面積(ECSA) 和乙醇氧化反應(EOR) 活性，而以計時電流法（CA）檢測合成的催化劑的穩定性。此外，我們採用傅立葉轉換紅外光譜儀(FTIR) 來研究反應中產生的中間體和產物，以便了解其反應機制。在我們的電化學結果中可以發現PtSnAg和PtSnCu具有更好的EOR活性和穩定性，其中PtSnAg具有最佳的EOR活性和穩定性;它們的催化性能的提高可以歸因於添加了Ag和Cu導致Pt0/ Ptn +的比例增加。我們在最後改變了電化學反應中最佳的三金屬PtSnAg的組成，並發現了具有最佳EOR性能的催化劑Pt3Sn1Ag1。另外在傅立葉轉換紅外光譜(FTIR) 通過主要產物為形成乙酸的四電子氧化路徑來判別PtSnM上的EOR機制。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 鉑錫合金觸媒對於乙醇氧化反應表現與機構之探討(2017) 曾彥程; Tseng, Yen-Cheng本實驗主要探討Pt及PtSn合金觸媒對於乙醇氧化反應的催化活性與觸媒穩定度，並分析其產物及反應機構。以含浸法合成觸媒，並利用粉末繞射分析儀 (XRD) 、能量散射光譜儀 (EDS) 及X光光電子光譜 (XPS) 鑑定觸媒的晶格結構、元素組成以及各元素氧化態。以電位儀利用循環伏安法 (CV) 及計時安培法 (CA) 檢測觸媒在乙醇氧化反應中的反應活性表面積，催化活性與穩定度，最後再以傅立葉紅外光光譜儀分析反應後產物，推測反應途徑。在實驗的結果中我們觀察到，因Sn的加入會對Pt的氧化態造成影響，可以幫助乙醇吸附以及反應的活性與穩定度。實驗結果中發現合金的表現確實都比單金屬Pt來的好，而在不同比例的PtSn合金中以Pt5Sn1的表現最佳。另外在紅外光譜儀的結果中顯示乙酸為主要的反應產物，也間接說明了釋出4電子的C2路徑為乙醇氧化反應的主要反應途徑。Item 烷硫醇在砷化鎵表面上的吸附及熱解反應(2005) 黃自平; Tzu-Ping Huang自組裝有機硫分子是目前熱門的研究話題之一，有機硫醇與有機硫化物擁有成為電子束微影光阻及可以修飾表面的物性及化性的前景。本篇主要是說明利用同步輻射為光源的光電子分析能譜及程溫脫附兩種技術來研究烷硫醇在砷化鎵的表面反應，實驗中的烷硫醇包括了甲硫醇、乙硫醇、丁硫醇及二甲基二硫等有機硫分子。由實驗的資料顯示，上述的有機硫分子皆會在115 K與砷化鎵表面生成吸附烷基硫和氫原子，經過加熱反應後，烷基硫會與表面上的氫原子重新鍵結產生烷硫醇及氫分子脫附，當溫度上升至570 K時，烷硫醇間的碳硫鍵會被破壞產生碳氫化合物，最後至770 K後表面留下硫原子鍵結在鎵原子上。甲基硫熱解會脫附甲基自由基而不是經氫化反應生成甲烷或偶合脫附乙烷；乙基硫與丁基硫熱反應經β-氫裂解產生烯化反應得到乙烯及丁烯；二甲基二硫則是在大曝露量下，主要的分解反應與甲硫醇一樣，少量的二甲基二硫在反應過程中會有甲基二硫的中間物與甲基反應熱脫附二甲基硫分子。本論文亦討論烷硫醇在砷化鎵表面的可能反應機制。