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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    兩性共聚物: 合成與應用
    (2022) 劉幸怡; Liu, Xin-Yi
    本論文研究分為三個主體,這三個主題分別為共聚物分散劑合成應用於氧化石墨烯與環氧樹脂複合材料熱傳性、兩性離子分散劑的合成及應用於砂漿中氧化石墨烯的分散、兩性離子水膠/矽藻土複合材料的合成及應用於砂漿中。第一個主題為合成一種共聚物Poly (GMA-co-Eu)，選用甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidyl methacrylate)和烯丙基甲氧基苯酚(Eugenol)為單體，偶氮二異丁腈(AIBN)為起始劑，經自由基反應利用不同單體比例和起始劑濃度聚合成共聚物分散劑P(GMA/Eu)。經由FTIR及NMR光譜分析確認其化學結構。利用Hummers法將石墨烯氧化成氧化石墨烯，並經由FTIR和RAMAN光譜確認。接著探討溶劑、共聚物添加量等對於氧化石墨烯/環氧樹脂(GO/Epoxy)複合材料的熱傳性影響影響。利用SEM觀察氧化石墨烯在環氧樹脂裡的分散性。比較添加不同PGE和PVP,TX100對於氧化石墨烯/環氧樹脂複合材料的熱傳性。實驗結果顯示利用Hummers法將石墨烯氧化成氧化石墨烯，並經由FTIR和Raman光譜確認。在合成的5個PGE中，以PGE3 (GMA/Eu=2, Mn=6.7×103)對GO的分散效果最好。在含6% PGE、10wt% GOA的GO/Epoxy複合材料K值為3.32 W/mK，相較於沒有添加分散劑含10wt% GOA的複合材料K值(=2.62 W/mK)提升了26%；在含6% PGE、20wt% GOA的GO/Epoxy複合材料K值為5.02 W/mK，相較於沒有添加分散劑含20wt% GOA的複合材料K值(=2.93 W/mK)提升了71%。添加PVP和TX100，也能促進GO的分散而提升所得GO/Epoxy複合材料的K值。添加相同劑量的5個PGE PGE所得的複合材料的K值都高於添加PVP者，顯示PGE對GO的分散效果優於PVP。第二個主題為合成一種兩性離子型羧酸型共聚物:丙烯醯胺-(1-(4-(3-((羧甲基)二甲基氨基)丙基氨基)-4-氧代丁-2-烯酸二鈉)) Poly(AM-co-CDP) (PAC)，首先使用馬來酸酐和N,N-二甲基-1，3-丙二胺，及氯醋酸鈉反應得到單體1-(4-(3-((羧甲基)二甲基氨基)丙基氨基)-4-氧代丁-2-烯酸二鈉)(CDP)，硫酸銨(APS)為起始劑，與丙烯醯胺(AM)經由自由基聚合反應合成得到兩性離子型共聚物Poly(AM-co-CDP)。使用FTIR和1H-NMR光譜鑑定其結構，利用GPC測定其分子量，將PAC加入含氧化石墨烯的人工孔隙溶液中，透過沉降體積、粒徑分布、界達電位與黏度實驗，探討PAC對於人工孔隙溶液中GO的分散效果。將PAC/GO添加在水泥砂漿中，測試砂漿試體的抗壓強度與抗彎強度並與商用氧化石墨烯GOB和商用分散劑PC比較。實驗結果顯示: 經由沉降體積、粒徑分布、界達電位和黏度實驗觀察，隨著PAC添加量的增加，GO人工孔隙溶液的黏度漸減，溶液中GO沉降速率減緩、GO粒徑變小、GO界達電位的負值變大，顯示此共聚物確實能促進GO的分散。在合成的PAC中以PAC23(AM/CDP=4, Mn=2.1×104)的表現最佳。相較於商用型羧酸分散劑PC，PAC有更佳的GO分散效果。隨著PAC添加量的增加，含GO的砂漿抗壓/抗彎強度亦增。添加10wt% PAC23、0.05 wt% GOA的28天齡期砂漿試體，有最大的抗壓和抗彎強度、分別為37.2 MPa和7.5 MPa，比未添加氧化石墨烯或分散劑的對照組試體提升了32.3%和111%。相較於PC，PAC更能提升砂漿的機械性質。在合成的數種PAC中以PAC23(AM/CDP=4, Mn=2.1×104)的表現最佳。第三個主題為製備兩種兩性離子型的吸水性水膠，使用丙烯醯胺、disodium 1-(4-(3-((carboxylatomethyl)dimethylammonio) propylamino)-4-oxobut-2-enoate)( 1-（4-（3-（（（羧甲基）二甲基銨）丙基氨基）-4-氧代丁-2-烯酸酯）二鈉）) (CDP)和矽藻土為單體，製備PAC和PACD兩種兩性離子型的吸水性水膠，使用FTIR作結構鑑定，探討單體比例、起始劑或交聯劑劑量和矽藻土含量對於水膠在各種水溶液下吸水率的影響。實驗評估將PACD複合水膠加到水泥砂漿中，作為自養護劑是否合宜，探討水膠和矽藻土量，對於水泥漿中對於水泥砂漿壓強度、內部濕度、乾縮量的影響。實驗結果顯示，PACD複合水膠，當AM/CDP= 4,APS=0.5 mle%,MBA=0.5 mole%,矽藻土15 wt%時的反應條件下，在純水中和孔隙溶液中的最大吸水率分別為362.4 g/g和115.4 g/g。添加矽藻土水膠的砂漿試體的內部濕度高於未添加矽藻土水膠的砂漿試體，後者則高於未添加水膠的砂漿試體。砂漿試體的內部濕度隨著添加的PACD水膠所含DE比例增加呈現先上升、達最大值後再下降的趨勢，其中以添加15 wt%DE的PACD3水膠的砂漿試體內部濕度為最高，其內部濕度到第22天方開始從100%往下降，到第28天的內部濕度仍有78.6%。添加矽藻土的砂漿試體的抗壓強度高於未添加矽藻土的砂漿試體，後者則高於未添加水膠的砂漿試體。砂漿試體的抗壓強度隨著添加的PACD複合水膠所含DE比例增加呈現先上升、達最大值後再下降的趨勢，其中以添加15 wt%DE的PACD3水膠的MD23砂漿試體抗壓強度為最高，在28天齡期的抗壓強度為39.8MPa，比未添加矽藻土的的PAC水膠的試體抗壓強度(34.5 MPa)提升了15%；比無添加水膠的試體抗壓強度(33.1 MPa)提升了20%。添加矽藻土的砂漿試體的乾縮量低於未添加矽藻土的砂漿試體，後者則低於未添加水膠的砂漿試體。砂漿試體的乾縮量隨著添加的PACD水膠所含DE比例增加呈現先下降、達最低值後再上升的趨勢，其中以添加15 wt%DE的PACD3水膠的砂漿試體乾縮量為最低。
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    兩性共聚物：合成以及對水泥砂漿中氧化石墨烯分散性之影響
    (2022) 郭景隆; Guo, Jing-Long
    本篇論文的研究主要為合成出一種羧酸系兩性離子型共聚物PD (單(5-氨基-2-(1-(2-((羧甲基)二甲基氨基)乙氧基)-1-氧代丙烷-2-基)-4-甲基-5-氧代戊酸酯)二鈉)，用來改善氧化石墨烯在水泥砂漿中的分散，提升試體的抗壓強度。實驗過程中使用馬來酸酐和DMEA(N,N-二甲基乙醇胺)合成DME(二甲基胺乙基氧羰基丙烯酸)，然後再與氯丁酸鈉鹽反應得到單體DCA(N,N-二甲基((羧酸)丙烯醯氧基乙基)乙酸鈉)，最後使用過硫酸銨為起始劑，與不同比例的丙烯醯胺(AM)經由自由基聚合反應合成得到共聚物PD，經由FTIR和1H-NMR光譜鑑定共聚物的分子結構，並以GPC/SEC測得其分子量。另外，使用modified Hummers法將石墨烯氧化成氧化石墨烯(GO)。將PD加入含GOA的人工孔隙溶液中，透過沉降體積試驗、黏度實驗、粒徑分布與界達電位的測試，探討PD對於GO在人工孔隙溶液中的分散效果。測試結果顯示， GO在人工孔隙溶液中的沉降時間隨著PD之AM/DCA比例的增加，呈現先增後減的趨勢。其中PD在AM/DCA=5時有最長的沉降時間；此外，GO在溶液中的沉降時間隨著PD分子量的上升或添加量的增加，呈現先增後減之趨勢。其中以添加10wt% PD15b時，GO在溶液中的沉降時間為最長，達到45小時，此時溶液的黏度為最低(3.08 mPa‧s)，溶液中GO的D50粒徑為最小、界達電位之負值為最大，分別為127 nm和-25.5 mV，亦即在所合成的共聚物中以PD15b(AM/DCA=5, M̅n=1.8×104)對於氧化石墨烯在孔隙溶液中有最好的分散效果。將PD15b加入含GOA的水泥砂漿中，進行抗壓強度測試，發現添加10wt% PD15b與0.05wt% GOA的砂漿試體，在28天的抗壓強度為34.6 MPa，與未添加GOA、共聚物的控制組相比提升了52.4%。
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    羧酸型共聚物：合成與對於砂漿中氧化石墨烯分散性的影響
    (2021) 許永; HSU, Yung
    本篇研究目標是合成一種羧酸系兩性離子型共聚物PDA(聚(N,N,N-二甲基((羧酸)丙烯醯氧基乙基)丁酸鈉-丙烯醯胺)，作為共聚物用來改善氧化石墨烯在水泥基材料的分散性以提升試體的機械性質。先使用馬來酸酐和N,N-二甲基胺乙醇合成DME(二甲基胺乙基氧羰基丙烯酸)，再與4-氯丁酸反應得到單體DCB(N,N,N-二甲基((羧酸)丙烯醯氧基乙基)丁酸鈉)，最後使用過硫酸銨(APS)為起始劑，與不同比例丙烯醯胺(AM)經由自由基聚合反應合成得到兩性離子型共聚物PDA，PDA經由FTIR和1H-NMR光譜鑑定其結構，以GPC測定其分子量。另外，使用Hummers法將石墨烯氧化成氧化石墨烯(GO)。將PDA加入含氧化石墨烯的水溶液中，透過沉降體積、粒徑分布、界達電位與黏度實驗測試，探討PDA對於水溶液中GO的分散效果。測試結果顯示，在人工孔隙溶液中共聚物對於GO的沉降時間隨著AM/DCB比例的增加呈現先增後減的趨勢，PDA在AM/DCB=4時有最長的沉降時間；另外，GO的沉降時間隨著PDA分子量的上升或添加量的增加而增長，因此PDA41添加量為20 wt%時，GO的沉降時間為最長達65小時，此時溶液的黏度為最低(2.88 mPa‧s)，溶液中GO的D50粒徑為最小、負界達電位為最大，分別為287 nm和-28.2 mV。因此在所合成的共聚物中PDA41有最好的分散效果。將PDA41加入含氧化石墨烯的水泥砂漿中，測試砂漿試體的抗壓強度與抗彎強度。結果顯示，添加20 wt%的PDA41與0.05 wt%的GO的水泥砂漿試體，在28天的抗壓強度為34.7 MPa，抗彎強度為6.73 MPa，與未添加共聚物的控制組相比提升了57%與99%。
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    陰離子共聚物的合成及做為水系鈦酸鋇漿體的分散劑
    (2007) 楊逸斌
    在鈦酸鋇電子陶瓷的製程，要得到穩定性高且分散良好的漿料必須添加分散劑。本篇論文主要合成一種陰離子型聚合物聚(二(二甲基丙烯酯)乙基磺酸鈉/甲基丙烯醯胺) (PMEA)作為分散劑探討，不同分子量的PMEA對於鈦酸鋇水系漿體分散性質的影響。 合成之PMEA以IR和1H-NMR光譜確認其結構，並利用GPC測定得到其重量平均分子量分別為 4.1×105，1.3×105，6.0×104，1.6×104。 添加共聚物對於鈦酸鋇漿體穩定性影響的研究方法有流變行為、沈降體積及粒徑分布測試，並利用界達電位及吸附量等實驗來解釋。經由壓胚及燒結，測量胚體之生胚、燒結密度、介電常數及介電損失。另外，利用ICP-MASS來測量鈦酸鋇漿體中Ba2+的含量。實驗結果發現添加PMEA (Mw =1.3×105) 在鈦酸鋇漿體的分散效果優於其他分子量之聚合物，因PMEA (Mw =1.3×105) 於鈦酸鋇粒子表面有較大的吸附量使粒子有較高的界達電位、較小的粒徑及漿體有較低的黏度並可使粒子分散均勻、堆積緻密而有較高的生胚與燒結密度。最後，添加PMEA能減少漿體中鋇離子的溶出。