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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    二氧化碳氫化反應、Fischer-Tropsch 合成反應在M(111) (M = Fe、W) 表面之理論計算研究
    (2011) 李涵榮; Li, Han-Jung
    摘 要 第一部分 : 二氧化碳在Fe(111) 及W(111) 表面氫化反應探討 我們使用密度泛函理論來研究二氧化碳在Fe(111)及W(111) 表面的氫化反應,包括: 產物的結構、吸附能並計算氫化反應之位能圖。計算結果顯示,在Fe(111) 及W(111) 表面,二氧化碳的氫化反應有很相似的路徑,但在能量上卻有很大的不同。在Fe(111)表面,氫化產生Formate (HCOO) 和Carboxyl (COOH) 的反應能障分別為0.72 和1.75 eV,在W(111)表面則為0.79 和 2.91 eV。兩者都傾向生成Formate (HCOO-vertical) 產物。而Formate後續的氫化反應,結果顯示在Fe 及W表面都不傾向產生甲酸,而若要產生甲醇,則速率決定步驟在兩表面皆為最後一個氫化步驟,CH3O + H → CH3OH,反應能障分別為1.71 eV(Fe) 和2.18 eV(W)。為了瞭解吸附物和表面的交互作用,我們也提出電子結構等相關資訊輔以討論。 第二部分 : Fischer-Tropsch合成反應在Fe(111) 及W(111) 表面可能的反應機構探討 我們使用密度泛函理論來研究Fischer-Tropsch合成反應在Fe(111)及W(111) 表面可能的反應機制,其中包括CO的活化反應、CHx (x = 0~3) 的氫化反應及C-C單體結合反應。結果顯示不論在Fe(111)或W(111)表面,CO並不會直接斷C-O鍵,反而傾向先和表面的H原子進行氫化反應,生成中間物CHO,接著才解離C-O鍵。 CHx (x = 0~3)的選擇性,在Fe(111) 及W(111)表面,皆以CH佔大多數。最後,在Fe(111)表面,C-C 單體結合反應,傾向以CH + CH的方式進行,反應能障為0.54 eV。而在W(111)表面則可能以CO + CH 或CH + CH方式進行,能障分別為0.26 eV 和0.35 eV。為了瞭解吸附物和表面的交互作用,我們也提出電子結構等相關資訊輔以討論。
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    微波合成二硫化錫作為光催化 二氧化碳還原之研究
    (2016) 林逸杰; Lin, I-Chieh
    本研究使用連續進樣式二氧化碳光催化反應系統,以鹵素燈作為模擬太陽光光源激發二硫化錫光觸媒,以固-氣相的催化反應將二氧化碳還原成具有經濟價值的碳氫化合物,並原位進樣反應器中的氣體至氣相層析儀/火燄離子化偵測器,再利用與量測方式相同之連續式檢量線,即可及時量測反應效率並轉換成量子效率。 為了有效地縮短加熱時間並且精準地控制合成條件,本篇合成之二硫化錫光催化觸媒是利用程式控制之微波加熱法合成,借助微電腦以及反應器內溫度的即時回饋控制,此合成方法擁有優異的再現性。 同時本研究以拉曼光譜儀與X-光繞射儀進行結晶性的分析,利用掃描式電子顯微鏡作材料微結構鑑定,將X-光吸收光譜做線性疊加進行材料組成分析,最後將表面功函數量測系統與紫外光-可見光吸收光譜結合建立能帶資訊,探討能帶與二氧化碳光催化之關係,以此探討不同溶劑、合成時間對二硫化錫粒子的影響。 本篇利用乙二醇、乙醇或是去離子水作為溶劑,改變不同的反應時間以及SDS的添加量,以求最高的量子效率。最後發現以去離子水添加1 %莫耳百分比的SDS反應60分鐘時,成功地利用光催化反應將二氧化碳還原成八個電子轉移的乙醛,同時計算其量子效率達到了0.028 %,是市售二硫化錫量子效率0.0011 %的25倍。