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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    以密度泛函理論計算改良鹼性析氫反應之描述符
    (2022) 顏宏宇; Yen, Hung-Yu
    在過去的研究中,酸性的析氫反應只需計算氫的吸附自由能(∆GH*),即可決定催化劑的好壞。在本篇研究中,我們利用3個鹼性析氫反應中最重要的參數:氫的吸附自由能(∆GH*)、氫氧根的吸附自由能(∆GoH*)、水解離活化能(Ea(water)),繪製出雷達圖,建構出一個簡單、有用的方法,來判斷較為複雜的鹼性析氫反應活性。一開始,本篇研究先計算單金屬銀(Ag)、金(Au)、鈷(Co)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt) (皆為FCC (111)面),並數繪製成雷達圖,與文獻值的交換電流密度對數(log i0)繪製成散佈圖後,發現兩者呈現高度正相關,代表雷達圖面積可以很好的對應鹼性析氫反應的活性。接著,本篇研究測試了以鉑(Pt)和鈀(Pd)為基底的雙金屬催化劑:Pt3M、PtM、Pd3M、PdM (M = Ag、Au、Co、Ni、Pd、Pt、Rh、Ru),並且將雷達圖面積與功函數比較後,發現兩者呈線高度正相關,代表功函數也可以代表活性,並且以鉑(Pt)為基底的雙金屬催化劑的活性高於以鈀(Pd)為基底的雙金屬催化劑,其中又以Pt3Au為最高。最後,本篇研究也計算了非金屬催化劑Fe3O4(220)及FeP(111),繪製出雷達圖後,其活性趨勢為FeP(111)> Fe3O4(220),與實驗中磷化物的活性高於氧化物的趨勢相符。
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    析氫反應在Fe2O3、FeP、Co3O4、Co2P及其相關衍生物的理論計算研究
    (2021) 劉冠廷; Liu, Kuan-Ting
    析氫反應(HER)是用於高效生產純淨氫燃料的重要催化製程。我們目前的工作通過計算研究了更便宜和常用的Fe2O3、FeP、Co3O4、Co2P催化劑及其衍生物的HER,包括摻雜P和Co的Fe2O3、摻雜O和Co的FeP、摻雜P和Fe的Co3O4 以及摻雜O和Fe的Co2P。已經徹底計算了氫原子吸附的吸附能E_ads (H^*)和吉布斯自由能∆G(H^*)的能量以檢查HER活性,且分析了這些催化劑的態密度(DOS)與能帶中心,進而合理化能量結果。能量結果最初表明Fe2O3(116)、FeP(121)、Co3O4(222)與Co2P(100)是這些未摻雜催化劑中HER活性最好的晶面。此外,它們的相對HER活性遵循FeP> Co2P > Co3O4 > Fe2O3的順序。將O摻雜到FeP (O-FeP)可以進一步提高活性,而將P摻雜到Fe2O3(P-Fe2O3)會降低活性。將P摻雜到Co3O4 (P-Co3O4)可以進一步提高活性,而將O摻雜到Co2P (O-Co2P)會降低活性。它們的相對HER活性遵循O-FeP > P-Co3O4 > O-Co2P > P-Fe2O3。摻雜金屬的製程可以在一定程度上提高活性,其HER活性順序為Co-FeP > Fe-Co2P > Co-Fe2O3 > Fe-Co3O4。最後,我們的結果得出結論,O-FeP有望在所有這些催化劑中表現出最佳的HER活性。