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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    金屬離子與摻雜濃度對BaZrO3導電的影響
    (2013) 潘重志
    利用實驗以溶膠-凝膠法(sol-gel)改良為較佳合成方式。首先,加入添加物金屬氧化物與利用NH4OH調控溶液pH值進行合成M-doped BaZrO3的粉末,之後再壓錠鍛燒高溫獲得樣品。在合成的各種變因中,如不同的添加物,pH值、鍛燒溫度的改變以及不同的鋪粉,有系統的測試,使得樣品有較高的密度、較大的晶粒尺寸、與更好的質子導電率。分別利用密度公式、XRD、SEM、EDS鑑定樣品密度、化學成分、顯微結構和摻雜比例,進行實驗的樣品分析。 M-doped BaZrO3 (M3+ = Al3+、Ga3+、In3+、Y3+、La3+ 、Nd3+、 Sm3+、Gd3+、 Dy3+、Ho3+ 、Er3+)為一種質子導體,藉由摻雜金屬產生氧空穴,在含有水氣的環境下,氧空穴與水氣結合得到質子。探討質子導電率,利用DC二電極和AC四電極的EIS在飽和水氣的氮氣下進行質子導電率的測試,測量溫度為100-700℃。在相同條件下,探討摻雜金屬對質子導電率的影響與趨勢,再以Arrhenius方程式得到各種摻雜金屬的活化能與A值。由實驗結果推斷質子傳導與摻雜半徑有關,最適當的摻雜金屬離子(Ho3+、Er3+、Dy3+)擁有較佳的質子導電率。 由於導電率與質子濃度有關,所以改變摻雜濃度。探討相同摻雜金屬,當濃度改變時對導電率影響。因此將較佳的三種金屬做摻雜濃度的改變BaZr1-xMxO3-α (0.10≦x≦0.25)。實驗結果顯示,摻雜濃度與導電率成反比,過多的質子濃度會互相trap住質子,使其較難傳導,降低導電率。因此最佳摻雜濃度為10 mol%。
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    探討金屬氧化物的支撐物對乙醇蒸氣重組反應的影響
    (2015) 曾國銘; Tseng, Kuo-Ming
    本篇論文中,我們將 Rh、Ru兩種金屬分別附著在三種不同金屬氧化支撐上,來進行氧化乙醇蒸氣重組反應,而這三種氧化支撐物分別為,氧化鈰 (CeO2)、參雜了Dy的鈣鈦礦結構(Dy-doped BaZrO3) 和鈣鈦礦結構(BaZrO3)。透過XRD、EDX、TPR探討金屬與金屬氧化物是否符合。在乙醇蒸氣重組實驗中,使用不同氧氣量的條件下乙醇對氧氣比例為2~0.4、不同乙醇與水莫爾比例(1:1、1:3、1:5、1:7、1:10)及不同的溫度(300℃~600℃)來進行實驗。在催化劑中金屬的部分,我們發現Rh、Ru有助於C-C鍵斷裂,產生CO與CO2。在催化劑中支撐物的部分,我們選擇了螢石結構(CeO2)、鈣鈦礦結構(Dy-doped BaZrO3) 和鈣鈦礦結構(BaZrO3)有效的利用環境中氧氣與水,其中氧化鈰對氧具有高活性,在乙醇與莫爾比例為1:3,乙醇對氧氣比例在0.61,氫氣產率為72%,而鈣鈦礦結構(Dy-doped BaZrO3)與鈣鈦礦結構(BaZrO3)可以有效利用水,促使催化劑效能提升及氫氣產率提升,在乙醇與莫爾比例為1:10,乙醇對氧氣比例在0.58,氫氣產率為86%,所以可以看出BZDy及BZO比在氧的氧化鈰下具有更好的在乙醇氧化蒸氣重組反應中具有重要的影響。在乙醇蒸氣反應後,將催化劑進行XRD、EDX、TPO鑑定,在XRD鑑定與反應前並沒有差異,在EDX、TPO發現鈣鈦礦結構(Dy-doped BaZrO3)含碳量大於氧化鈰(CeO2) ,但在長時間反應中卻能維持高乙醇轉換及氫氣產率。