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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    開發FeS2-TiO2複合材料並應用在光催化產氫之研究
    (2013) 向柔瑋; Rou-Wei Xiang
    在本實驗中,我們利用溶液合成方法製備出親水性的二硫化鐵奈米晶體(FeS2 NCs),再與市售的二氧化鈦 (TiO2,Degussa P25)混合,作為複合材料光觸媒,應用在光催化分解水產生氫氣。 實驗中,利用溶液合成法製備出親水性的FeS2,摻雜P25 (TiO2),進行高溫硫化鍛燒步驟,使FeS2與TiO2能更緊密的結合。所得到的複合材料光觸媒在加入犧牲試劑後進行光照反應(光源:Mercury arc lamp, 強度:400W),在不同的實驗條件下:光觸媒比例、犧牲試劑、溶液pH值…等,偵測照光後產氫效果,其最佳條件為FeS2-TiO2 (1:1),犧牲試劑為MeOH/H2O (1:1),pH值為7,產氫速率為373 mole h-1 g-1。相較於單純P25,產氫速率提升約20倍。更重要的,FeS2-TiO2具有好的光催化產氫效果,主要是因為FeS2材料吸收較TiO2廣,可吸收波長為可見光的部份,進而增加產氫之效率。 在此研究中,我們呈現出以地球含量多且非毒性的二硫化鐵(FeS2)結合二氧化鈦(TiO2)作為複合材料光觸媒,經由硫化步驟優化FeS2-TiO2複合材料,且不須藉由任何貴金屬做助催化劑,就能有效達到分解水的產氫效果。
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    以即時性漫反射傅立葉轉換紅外光譜儀探討乙醇氧化蒸氣重組在(Co, Rh)/(CeO2, YSZ)上之反應機制
    (2019) 林澤蒲; Lin, Tse-Pu
    在我們目前的研究中,我們使用即時性漫反射傅立葉轉換紅外光譜儀(in situ DRIFTS IR),系統式的檢測不同水醇比和氧氣比例之(Co, Rh)/CeO2和Rh/(CeO2, YSZ)催化劑在乙醇氧化蒸氣重組的反應,而我們透過這方式,來推測不同催化劑以及不同反應條件下之反應機構。催化劑使用含浸法合成,並透過X-ray粉末繞射分析儀(XRD)、能量散射光譜儀 (EDS)、程序升溫還原反應(TPR)和光電子能譜儀 (XPS)來鑑定其晶格、成分以及氧化態。比較(Rh,Co)/ CeO2的乙醇氧化蒸氣重組反應,我們的結果發現,在Rh / CeO2上容易快速脫氫而形成酰基陽離子(CH3CO)中間體,進而分解成CH4和CO,顯示了Rh擁有優良的斷碳碳鍵活性。比較Rh /(CeO2 ,YSZ)上的反應,Rh / CeO2上的大量CO脫附,確定了氧化物載體的優良儲氧能力;另外,乙醛與乙酸顯著的反應,對於Rh / CeO2催化劑產生CO2也有明顯的影響,這也代表著它有助於氧化的過程。而反應的結果顯示,大量的水氣比例增加會使氫氣的產率升高以及得到較低的CO和較高的CH4選擇率,而較高的氧氣含量,會使得反應產生更多的氧化產物,比如CO和CO2。
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    還原時間、鎳(Ni)的摻入及載體(CeO2, BZDy)對於鈷(Co)催化劑在乙醇氧化蒸氣重組反應之影響與反應機構探討
    (2018) 郭伯揚; Kuo, Po-Yang
    本實驗以含浸法來合成10%金屬鈷(Co)與鈷鎳合金分別附載於氧流動性之氧化鈰(CeO2)與親水性之鋯酸鋇摻雜鏑(BZDy)之催化劑,在進行乙醇氧化蒸汽重組反應(OSRE)前,催化劑分別在氫氣下進行還原0小時、還原1.5小時及還原4小時的前處理。催化劑鑑定方面使用能量散射光譜儀(EDS)、X-ray粉末繞射分析儀(XRD)、X-ray光電子能譜儀(XPS)、程序升溫還原反應(TPR)進行催化劑的特性鑑定。透過氣相層析儀GC分析產物選擇率、轉換效率及氫氣產率的催化性能。以原位漫反射傅立葉轉換紅外光譜儀(in situ DRIFTS IR)來推測乙醇氧化蒸汽重組之反應路徑。實驗結果顯示Co附載於親氧性之CeO2上時在OSRE反應過程中能很容易被氧化或還原,但Co在親水性之BZDy上則較難。兩者在氫氣還原4小時前處理下的反應性相似,但Co/CeO2表面活性氧較多,因此CO2選擇率較高,Co/BZDy表面活性氧較少,則CO選擇率較高。Ni摻入Co/CeO2後會使斷C-C鍵能力增強,也會使CO進行WGS反應而導致、H2產率及CO2選擇率提高,但同時也造成CH4選擇率較高及積碳失活的問題。在situ DRIFTS 實驗中,Co/CeO2的表面較具氧流動性,易使乙醛氧化成CH3COO-,而Co/BZDy的氧流動性較差,較易形成CH3CO-。氧氣的加入會促使CH3COO-及CH3CO-在200OC時就能斷C-C鍵而形成CH3 + CO2與CH3 + CO以及促使CH3和CO的氧化。Ni摻入Co/CeO2後會使得acetate的訊號較小,代表Ni對於斷C-C鍵有很高的活性。