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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    異相催化劑反應之理論計算研究: 乙醇重組反應與Fischer-Tropsch合成反應
    (2014) 徐慈瑛; Cih-Ying Syu
    乙醇蒸氣重組被視為一種產氫的重要反應。在本篇論文第三章中,我們利用理論計算探討貨幣金屬(Cu、Ag、Au)在進行乙醇蒸氣重組反應中的強氧化性與高乙醛選擇率的反應路徑研究。從計算的能量發現,貨幣金屬傾向選擇活化能障較低且放熱較多的部分氧化路徑。利用電子結構分析,發現d軌域被填滿的貨幣金屬能有效率地將電子傳遞至O和OH,使O和OH的p軌域提升,降低氧化反應步驟的能障。在本篇論文第四章中,我們探討Rh金屬的蒸氣重組反應機構以及氧在反應中所扮演的角色。從反應機構的計算發現,CH3CHO*和CH2CH2O*為關鍵的中間產物,中間物反應生成CO(g)、 CO2(g)的氧化步驟能障高,被視為速度決定步驟。氧扮演旁觀者所造成的adsorbate effect,可以降低速度決定步驟的活化能。在動力學上的分析也獲得與實驗上一致的結果。因此,我們合理推測:Rh-based催化劑的可藉由合適的添加物,提高載氧能力,作為乙醇重組反應催化劑時可獲得更好的效能。 本篇論文的第五章是探討Fischer-Tropsch合成反應(以下簡稱F-T合成反應),在Ru(0001)和Co(0001)表面,計算CO的活化反應、CHx(x=1~3)的氫化反應、C-C單體結合反應及C-H鍵結/解離終止反應等機構的探討,找出Ru和Co催化反應機構的差異,並添加1A金屬Na於Co表面,探討Na對吸附物的影響,進一步提出Co催化劑的改良辦法。從計算結果顯示,不論在Ru(0001)還是Co(0001)表面,CO 並不會氫化生成COH,反而傾向直接解離或是生成中間物CHxO再解離C-O鍵。CHx (x = 0~3)的選擇性,在Ru(0001)以CH 佔大多數,在Co(0001)表面則是CH和CH3。在Ru(0001)表面C-C 單體結合反應,傾向以CH2 + CH2 的方式進行。而在Co(0001)表面則可能以CH2 + CH2、CH + CH或CH+CHO的方式進行。從終止反應的探討發現,不論是CHx還是C2Hy的氫化終止反應,Co表面皆為動力學與熱力學上穩定的。最後,添加Na金屬於Co可以使含氧化物的吸附能提升,穩定CO、HCO、HCHO等吸附物,降低C-O解離的能障。另外,添加Na並不會增強CHx(x=1-3)的吸附,可以保留Co表面上C-C鍵結速率較快的優勢。綜合上述結果,合理推測:添加對氧吸附能力大於碳的金屬,或是將Co金屬吸附於擁有氧空缺的氧化物支撐物上,能有效提升Co催化劑對高碳數產物的選擇率及減少含氧化物的產生。
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    1.三氯化鐵輔佐之環化反應:多氫吲哚與雙環[2.2.2]辛-2-烯衍生物的合成 2.金(I)催化3-(3-苯基丙炔胺基)環己-2-烯-1-酮的環化反應:二氫喹啉酮衍生物的合成
    (2013) 江孟潔; Meng-Jie Jiang
    研究主要分成三個部份,第一個部份是利用三氯化鐵輔佐反式4-(3- 芳香基丙炔(對甲苯磺醯基)胺基)環己-2-烯-1-醇進行環化反應,在室溫、空 氣下進行反應得到氯化多氫吲哚衍生物。第二部分是以三氯化鐵輔佐4-(3- 芳香基丙炔基)環己-2-烯-1-醇行環化反應得到氯化雙環[2.2.2]辛烯衍生物, 此環化反應中,三氯化鐵同時當作路易士酸和氯離子的來源。第三部分利 用金(I)催化3-(3-苯基丙炔胺基)環己-2-烯-1-酮行6-endo-dig 環化反應得到 二氫喹啉酮結構。
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    金奈米棒SPR在有機溶劑中的化學位移偵測及金與硫化鎘包覆結構中SPR引發螢光增強之探討
    (2005) 吳仁家; Jen-Chia Wu
    摘 要 PARTⅠ 就我們所知的文獻當中,我們在研究中發現的金奈米棒在不同的有機溶劑中的表面電漿共振吸收變化,是首度在實驗中被觀察到。我們成功利用簡單的靜電作用,將水相的金奈米棒相轉移到有機相當中。並且在研究當中我們發現金奈米棒的長軸最大吸收波長,隨不同有機溶液的折射率的改變呈線性關係,此結果與我們所提出的理論是吻合的。這樣的結果表示出,金奈米棒可被用來作為環境介質介電常數偵測的新型感測材料。 PARTⅡ 我們成功合成出Au@CdS殼層包覆結構。在吸收光譜及螢光光譜的測量中,我們可看到金奈米粒子與硫化鎘的特性吸收及放光光譜,並且透過分析式電子顯微鏡的元素分析與結構鑑定得以確定其殼層結構與組成成分。這樣的包覆結構合成主要是在探討,金奈米粒子表面電漿共振效應引發的光學增強效應。實驗中,比較Au@CdS殼層包覆結構與CdS的螢光光譜,發現Au@CdS殼層包覆結構有較強的放光。此可能是因為金的表面電漿共振帶與CdS放光位置靠近,造成CdS放光的增強。此外,亦有可能是金奈米粒子表面電漿共振使CdS電子電洞的結合率變快,造成螢光上的增強。