理學院

Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/3

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。

Browse

Search Results

Now showing 1 - 9 of 9
  • Item
    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。
  • Item
    兩性離子共聚物的合成以及作為混凝土化學摻料的可行性評估
    (2005) 江福泰
    強塑劑對高性能混凝土工作性有相當大的影響。本研究合成二種共聚物PDA和PAMD作為混凝土的分散劑。首先利用馬來酸酐和N,N-二甲基-1,3-丙二胺合成CDPA,再和氯醋酸鈉反應得到DAE,再和丙烯醯胺依不同比例行自由基聚合得到PDA。接著由2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸( AMPSA )、甲基丙烯酸( MAA )與改質單體DAE依不同比例行自由基聚合得到PAMD。以FT-IR與1H-NMR鑑定合成之DAE、PDA和PAMD結構;利用GPC測定共聚物的分子量,電位滴定儀測定共聚物中單體比例。 探討PDA、PAMD的單體比例、分子量對水泥漿的流動性與混凝土的工作性的影響,結果並與商用之磺酸系HPC-1000及羧酸系HP 100進行比較。研究結果顯示, 添加PDA( DAE :AAM = 1 : 5, Mw= 5.3 × 104 )的水泥漿體具有最佳之初始迷你坍度與坍度維持性,飽和劑量為0.8wt%。添加PAMD( AMPSA : MAA : DAE = 3 : 5 : 1, Mw= 4.9 × 104 )的水泥漿體具有最佳之初始迷你坍度與坍度維持性,飽和劑量為0.2%。
  • Item
    奈米銀的製備和其在抗菌纖維上的應用
    (2009) 杜孟達; Meng-Da Du
    本篇論文主要為合成一種水溶性共聚物PAD,可同時做為銀粒子的保護劑和布料的親水劑,PAD是由丙烯醯胺和DAPA為反應物在適當條件下反應所得之產物。研究過程中改變PAD/AgNO3比例、pH值,以UV-VIS光譜圖探討PAD對形成的奈米銀粒子的分散性影響,結果顯示在pH值接近11時進行還原可得分散較好的銀粒子;而由TEM圖得知當PAD/AgNO3比例約為1時比濃度比為1.67, 5時,PAD有較佳的銀粒子保護效果。將Nylon布料經浸泡於不同pH值的PAD/Ag溶液一段時間後,在pH值約為10.5時有99%的抗菌效果,但抗菌率經15次以上的清洗後僅剩56%,有明顯降低的現象;若Nylon布料先經由商用親水劑SPP處理,再經浸泡PAD/Ag溶液後可得穩定的殺菌效果。將聚酯(PET)、Nylon等疏水性布料浸泡於PAD、還原劑和AgNO3溶液中,PAD可作為布料的親水劑,使銀離子和還原後的奈米銀粒子能有效分散在布料結構中,即使布料經過20次的清洗,奈米銀粒子仍可附著於布料上,使有加入PAD處理的PET布料其抗菌率明顯優於未加入PAD的PET改質布料;而在銀離子濃度小於0.5mM時,PAD對Nylon布料提升抗菌率的影響才會顯現出來。在未加入PAD的情況下以高溫法改質布料時,Spandex中的PU成份有助於銀粒子的形成,所以使Nylon91在抗菌能力上優於Nylon100,此外,可由UV-visible光譜圖發現每次高溫法所消耗的銀離子莫耳數少,所以銀離子溶液可重覆使用,減少銀原料的浪費;而加入PAD時,PAD則明顯提升銀粒子的生成,所以改質後的Nylon布料皆有穩定的抗菌效果。
  • Item
    兩性分散劑的合成及對鈦酸鋇漿體分散性質的影響
    (2007) 高建群
    本篇論文主要是合成一種兩性共聚物,聚(甲基丙烯醯胺-氮-[3- (二甲基胺)-丙基醋酸鈉]-甲基丙烯醯胺,探討不同分子量之PDSM對於鈦酸鋇BT水系漿體分散性質的影響,並與Darvan C比較。本研究中合成之共聚物以1H-NMR及FTIR確認其結構並利用GPC測得四種PDSM之分子量,並以電位滴定儀測量單體比例及解離率。 將合成之PDSM添加於BT漿體中,經由測試流變行為、界達電位、粒徑分佈等方法來探討漿體之穩定性,並量測BT漿體中鋇離子的溶出。實驗結果顯示添加PDSM (Mw=2.5×105) 在漿體的分散效果優於其他分子量,因PDSM (Mw=2.5×105) 使得漿體有較低的黏度、較大的界達電位、較小的粒徑分佈及鋇離子溶出量減少,其分散效果和Darvan C相近,故添加此共聚物能夠使漿體達到良好分散且穩定之效果;經過壓胚、燒結後的胚體之密度及介電常數均較Darvan C高,顯示PDSM (Mw=2.5×105) 對BT漿體有很好的分散效果。
  • Item
    兩性共聚物與磺酸系強塑劑相容性之研究
    (2007) 方超倫
    摘 要 磺酸系強塑劑添加入混凝土後常會有坍度損失的現象,因此如何改善此現象便成為一重要的研究課題。本研究合成二種共聚物PDA和PDAM作為混凝土的化學摻料。首先利用馬來酸酐和N,N-二甲基-1,3-丙二胺合成CDPA,再和氯醋酸鈉反應合成單體DAE,再和丙烯醯胺聚合得到PDA。另外由2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸 ( AMPSA )、甲基丙烯酸 ( MAA ) 與DAE聚合得到PDAM。以FT-IR與1H-NMR確認合成之DAE及PDA、PDAM結構;利用GPC測定共聚物的分子量。 探討磺酸系強塑劑 (STF, M931) 與PDA及PDAM在不同比例混合下對水泥漿的流動性與混凝土的工作性的影響。研究結果顯示, PDAM5 (AMPSA : MAA : DAE = 5 : 5 : 1,Mw = 5.7 × 104) 會使水泥漿有最佳之初始坍度與坍度維持,其飽和劑量為0.8%。此外PDAM3與STF, M931混合時皆有相容性,當藥劑中PDAM3比例越高,水泥漿的初始流動性越佳且坍度損失也越少。以20% PDAM3取代STF添加於混凝土中,需要較低的劑量,便可使混凝土有同樣的混凝土工作性。
  • Item
    兩性共聚物的合成與對水泥漿體分散性質的影響
    (2007) 翁為宏
    強塑劑是產製高性能混凝土中的重要組成材料。本研究先利用馬來酸酐和N,N-二甲基胺乙醇合成二甲基胺乙基氧羰基丙烯酸,簡稱DME,再和氯醋酸鈉反應得到單體N,N,N-二甲基胺羧基丙烯酸乙酯乙酸鈉鹽,簡稱DCA,最後和丙烯醯胺以不同比例聚合得到共聚物,簡稱PD。以FT-IR , 1H-NMR光譜分析DME , DCA和PD;利用GPC測定PD之分子量,並以電位滴定求得PD的單體比例。 探討PD的單體比例、分子量對水泥漿體的流動性和混凝土的工作性之影響,並以吸附行為和表面電位說明。結果顯示,添加PD110 (DCA / AAM = 1 / 10 , Mw = 5.5×104) , PD15(b) (DCA / AAM = 1 / 5 , Mw = 4.7×104) 和PD15(c) (DCA / AAM = 1 / 5 , Mw = 1.1×105) 的水泥漿有較好的迷你坍度。在砂漿和混凝土中也有相似的結果,比起磺酸系強塑劑STF,在同一配比下需較少劑量即可達到相同坍流度。
  • Item
    陰離子型分散劑的合成及對鈦酸鋇漿體分散性質的影響
    (2007) 徐國庭
    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。本篇論文主要是合成陰離子型共聚物聚丙烯醯胺-co-3-18烷基-聚乙二醇-羰基丙烯酸,Poly (acrylamide-co-3-octadecoxy poly (ethylene glycol) carbonyl acrylic acid) (POPCA),探討共聚物中分子量 (Mw) 對於鈦酸鋇水系漿體分散性質的影響。 合成之POPCA以1H-NMR及IR光譜確認其結構,並利用GPC測定其分子量,使用電位滴定儀測量其單體比例及解離率。添加POPCA對於鈦酸鋇漿體穩定性的影響,主要研究方法有流變行為、沈降體積及粒徑分佈,並利用界達電位及吸附量等實驗來解釋;另外以ICP-MS來測量鈦酸鋇漿體Ba2+的溶出量。實驗結果發現隨著添加共聚物的分子量的下降,鈦酸鋇漿體有較佳的穩定性,胚體有較高的胚體密度。POPCA (14) (1.4×104)有最佳的分散效果,原因是吸附此聚合物的BT粒子有最大的負界達電位。最後添加POPCA能減少漿體中鋇離子的溶出。
  • Item
    兩性離子共聚合物合成以及對水泥質材料流動性的可行性評估
    (2005) 陳俊瑋
    添加強塑劑於混凝土中,可增加混凝土的工作性。本研究先利用丙烯酸二甲胺乙酯與氯醋酸鈉合成出DAAE單體。接著由2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPSA)、甲基丙烯酸(MAA)與DAAE單體以自由基聚合方式,反應得到共聚物PAMD。合成之DAAE與PAMD以FT-IR與1H-NMR鑑定其結構,並以電位滴定儀測定共聚物單體比例。探討PAMD的單體比例與分子量對水泥漿流動性的影響,並以共聚物對水泥粒子吸附行為與表面電位來說明。 研究結果顯示,添加PAMD (AMPSA/MAA/DAAE = 6/10/1,Mw=1.1×105) 的水泥漿有最好的迷你坍度與坍度維持性,飽和劑量約為0.2wt%,效果優於商用強塑劑HP100 (羧酸系)與HPC1000 (磺酸系)。
  • Item
    高分子分散劑的合成以及對於鈦酸鋇粉末的分散性質
    (2005) 陳志豪
    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。本篇論文主要是延續本實驗室所合成之分散劑:兩性共聚物PDA [ Poly ( (α-(N,N-dimethyl -N-(3-(β-carboxylate) acrylamino) propyl) ammonium ethanate)-co-acrylamide ) ] 及陰離子型共聚物 PAMC [ Poly (2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid-co- Methacrylic acid-co-β-carboxylate (hydroxyl acrylic polyethylester)) ],探討共聚物中的不同單體比例對於鈦酸鋇水系漿體分散性質的影響,並與分散劑 PMAAN [ Poly (methacrylic acid) ] 比較。 本研究中合成之共聚物以H1-NMR及FTIR確認其結構並利用GPC測定其分子量,使用電位滴定儀測量其單體比例及解離率。 添加共聚物對於鈦酸鋇漿體穩定性的影響,主要研究方法有流變行為、沈降體積及粒徑分佈,並利用表面電位及吸附量等實驗來解釋,另外利用ICP-MASS來測量鈦酸鋇漿體Ba2+的溶出量。實驗結果發現添加共聚物能使鈦酸鋇漿體穩定,而分散效果在添加少量時以PAMC最佳。而由生胚密度、燒結密度、介電常數、介電損失等測試結果顯示,以PDA這一系列效果最佳。另外添加PDA及PAMC均能減少鋇離子的溶出,此因這兩種共聚物具有較多帶負電的官能基可以吸附較多鋇離子。