理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    金屬有機骨架複合材吸附揮發性有機化合物之研究與軟性X-ray巨觀結構鑑定技術
    (2024) 湯博翔; Tang, Po-Hsiang
    本論文主要使用金屬有機骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)與高分子複合進行揮發性有機汙染物的吸附移除,其中探討了靜態和動態等不同種類的吸附方式,並以理論計算來模擬和佐證實驗結果。後面的部分展現一種新型態的穿透式軟性X-ray成像方式,來建構非均相材料在巨觀結構的實際構形。論文第一部分為了能符合工業化的需求,我們針對MIL-68(Al)的製備做了改良,與先前報導相比,選用了更為環境友善的異丙醇(IPA)作為合成的主要溶劑,同時藉由晶種的預添加,成功地將製程的產能擴大至原先的500倍,並且在三次的溶劑回收重複合成實驗中,也取得優異的成果,在X-ray繞射圖譜以及N2表面積孔徑分析儀的結果表明,放大製成的產品效能與小量製程的效能一致,甚至更為優異。針對新製備方式的MIL-68(Al),示範了其對乙酸(AA) 吸附能力,即使在100 ppm 的低起始濃度下,也顯示出良好的AA 去除率(100% 去除率),表現出比市售活性碳和沸石更好的吸附效能。論文的第二部分同樣進行VOCs的吸附實驗,首先將多種MOFs進行對氣相的甲苯氣體的吸附實驗,進一步將MOFs與聚乙烯醇(PVA)複合生成MOF@PVA的複合粒材,並製備了不同比例的 MOF@PVA 珠複合材料,找出孔隙率最佳的比例進行揮發性有機物的吸附測試。結果成功製備出10%、20%、30% PVA/MOF混摻比例的高分子顆粒,且10% MIL-68@PVA有著高達0.7 g/g的甲苯氣體吸附量,與市售活性碳和沸石吸附劑相比有著1.5~3倍的吸附優越性。而在低濃度的甲苯動態吸附測試結果中,10% HKUST-1@PVA顆粒卻有著比10% MIL-68@PVA顆粒更好的甲苯吸附效率,總吸附量接近3倍差距,並且透過動力學模型的模擬成功找出了較適合解釋在低濃度動態下微孔MOFs對甲苯的吸附機理,表明在高濃度甲苯環境如工廠中更適合以MIL-68@PVA顆粒作為吸附劑,而低濃度工業及家庭廢氣則更適合小孔徑的HKUST-1@PVA。論文的第三部分介紹了一種新型態巨觀結構的鑑定技術,利用軟X射線斷層掃描技術透過目視觀察不同激發能量在不同能帶中的相應圖像來檢查金屬有機骨架的多維結構,例如核殼和空心骨架,或是不同的金屬元素。結果表明,利用軟X射線斷層掃描(SXT)可以更為直觀的觀察結構中金屬的分佈,以及觀察MOFs所具有的中空孔類型。這項透過 SXT 對 MOF 進行的開創性評估顯示了多維金屬有機框架結構識別的出色性能。