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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    改變催化劑和外在環境條件在乙醇蒸氣重組反應中的研究
    (2012) 廖翊凱; Yi-Kai Liao
    在這篇論文中,我們系統性的研究十種不同的金屬分別是Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt 和 Au),將其附著在三種不同的金屬氧化物支撐物上來進行氧化乙醇蒸氣重組反應,這三種氧化物支撐物分別是氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)和參雜了Dy的鈣鈦礦結構BaZrO3。在各種不同的外界環境條件下來進行反應,像是以不同的乙醇和水的比例、氧氣的改變,能更清楚的了解整個乙醇蒸氣重組反應中,不同催化劑的性能以及它們在反應中可以帶來什麼影響,也可以研究其反應機構。在催化劑的效用中,我們發現Cu、Ag、Au可以幫助乙醇的氧化,而Co、Ni、Pd和Pt可以幫乙醇脫水,另外Ru、Rh、Ir則有助於C-C的斷裂,並產生主要是CO和CO2的副產物,同時也可以有最高的氫氣產率。在支撐物方面,經過煮沸的氧化鋁因為有較高的比表面積和更多的孔洞跟未煮沸的氧化鋁相較起來有更好的反應性在乙重蒸氣重組反應中。CeO2和Dy參雜的BaZrO3則是有較多的氧空穴,讓它們在反應中有較好的反應性。在催化條件下,較高的氧氣和水的乙醇比例可以提高氫氣產率,由於氧氣和水可以幫作在反應中的氧化劑,幫忙乙醇的氧化幫助C-C的鍵斷裂。再者,這被當成氧化劑的兩者會因為CeO2和BZDy中的氧空穴的存在,更加強了它們的交互作用,在反應中會有更好的表現。
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    NOx ( x=1, 2) 吸附與分解反應在M(111) (M=Cu, Ir, CuIr) 表面之理論計算研究
    (2010) 顏美吟; Mei-Yin Yen
    第一部分 : NOx ( x = 1, 2)在Cu(111)表面之吸附與分解反應 我們使用週期性密度泛函理論來研究NOx ( x= 1, 2)在Cu(111)表面之吸附與分解反應,計算結果顯示NO2在表面上最穩定的吸附結構為μ-O,O´-nitrito,以兩個O原子接在表面Cu原子上,而NO2要進行分解時,會轉換成μ-N,O-nitrito結構,以N原子與一端O原子接在Cu原子上。NO2逐步分解反應第一步活化能為1.05 eV,第二步為2.08 eV,最後在表面上形成N(a) + 2O(a)。另外,我們也計算了三組NO分解的模型,分別為NO / Cu(111)、O + NO / Cu(111)以及N + NO / Cu(111),探討NO在三種環境中的分解能障。結果發現,有O原子共吸附時,NO的5σ軌域面積是三組中最大的,而有N原子共吸附時的5σ面積最小,代表NO在O-pre-adsorbed的環境下要行斷鍵反應最不易。計算三組NO斷鍵活化能:O + NO(2.08 eV)>NO(1.88 eV)>N + NO(1.28 eV),與先前計算吸附後NO的5σ軌域面積大小呈線性關係。 第二部分 : NO在Cu(111)、Ir(111)、Ir@Cu(111)、Cu@Ir(111)表面的吸附與分解反應   我們使用週期性密度泛函理論來研究NO在單金屬Cu(111)與Ir(111)以及雙金屬Ir@Cu(111)、Cu@Ir(111)表面之吸附與分解反應,其中雙金屬表面又分不同比例(在M(111)表層分別取代1、5、9顆之M´)的金屬取代。計算結果發現,NO在Ir(111)純金屬表面的吸附與分解皆較Cu(111)容易。比較雙金屬Ir@Cu(111)系列,吸附的部分以1Ir@Cu(111)表面可得到最大的NO吸附能(-2.56 eV),而分解的部分則是在5Ir@Cu(111)表面有最低的活化能(0.76 eV)。另外,比較Cu@Ir(111)系列,吸附的部分以5Cu@Ir(111)表面可得到最大的NO吸附能(-2.72 eV),而分解的部分同樣在5 Cu@Ir(111)表面有最低的活化能(1.26 eV)。不論是Ir@Cu(111)或Cu@Ir(111)系列,在NO吸附的選擇上,皆是偏好在Ir原子位置上,而NO斷鍵部分也發現在雙金屬表面上大部分有低於純金屬表面的活化能,除了1Ir@Cu(111)表面外。
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    使用理論計算探討Tricarbonyl 8-oxyquinoline Rhenium(I)在利用光或電催化下還原CO2形成甲醇的循環
    (2013) 傅弼豊
    [Re(8-OQN)(CO)3(CH3CN)]為目前新合出的一系列催化劑,利用8-oxyquinoline(8-OQN)取代了使用已久的2,2-Bipyridine(Bpy)配體,希望藉此改進催化的效果。在實驗的部分,還無法明確得知其還原二氧化碳之產物,但目前來說還原出甲醇是現今努力的目標,因此本篇論文便針對其可能催化還原出甲醇之循環,分別作光催化與電催化的探討,找出其最佳的催化循環,希望藉此給與實驗做參考,改進並且設計出最適當的反應條件。