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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    甲醇氧化反應在鉑釕雙金屬奈米粒子的催化活性探討
    (2023) 梁文翰; Liang, Wen-Han
    直接甲醇燃料電池(DMFCs)因高能量密度、環境污染低以及攜帶方便等優點,成為替代化石燃料的綠色能源之一。改善其陽極上的甲醇氧化反應(MOR)之緩慢動力學,可以進一步加速直接甲醇燃料電池的發展。本文研究直接甲醇燃料電池陽極觸媒中具有前途的雙金屬Pt-Ru 奈米粒子,其結構與電子效應對甲醇氧化反應之影響。本實驗使用多元醇合成法來製備陽極觸媒,其中乙二醇作為還原劑以及溶劑,藉由調控pH值形成不同晶粒尺寸。鑑定觸媒的結構與組成是藉由高解析穿透式電子顯微鏡(HRTEM)、能量色散X射線譜(EDX)、紫外/可見光光譜儀(UV-Vis)、粉末式X光繞射儀(PXRD)、X射線光電子能譜(XPS),測試觸媒的甲醇氧化之活性是使用循環伏安法(CV)與計時安培法(CA)。從實驗結果觀察到用多元醇合成的觸媒Pt3Ru-10(241.9 mA/mgpt)其質量活性(MA)與市售Pt/C(134.2 mA/mgpt)相比,有將近兩倍的增長其因是Ru的協同效應作用,並且也觀察到在最鹼的環境下合成之觸媒因結構效應的作用,有最好的質量活性。
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    鐵超薄膜在白金(111)面上的成長
    (2007) 許宏彰
    我們利用歐傑電子能譜(Auger Electron Spectroscopy, AES)、低能電子繞射(Low Energy Electron Diffraction, LEED)、以及紫外光電子能譜術(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy, UPS)來深入探討鐵超薄膜鍍於Pt(111) 的成長模式以及在高溫形成合金時的成份、結構變化。 室溫下,鐵薄膜鍍於Pt(111)的成長模式為三層平整成長之後再以三維島狀的S. K. mode。由AES、LEED均能得到相同的結論。而隨著厚度的增加也可以發現在表面有Domain Rotation的行為。因此在LEED Pattern出現了新的衛星亮點。 1,2 與 5 ML Fe/Pt(111)升溫過程各自在520、570與620 K開始在界面擴散;而在670、670與720 K時,開始有合金的行為;而對於2與5 ML的系統,在820與870 K時Domain Rotation的行為隨著溫度的昇高而消失。對於1 ML 深溫至1060 K時,由於表面的重構使得表面鉑原子間距加大,LEED Patternt出現新的(1x1)繞射亮點。
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    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。