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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系所網址：http://iweb.ntnu.edu.tw/philedu/index.php

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    含主族元素(硒、鍗)混合錳或鐵之金屬團簇羰機化合物：合成、反應性、物理性質及理論計算
    (2010) 何佳樺
    1. Te/Fe/CO 系統之研究 　　當[TeFe3(CO)9]2−與不同比例之[Cu(MeCN)4][BF4]反應，分別可得到聚合物[{TeFe3(CO)9Cu}−]與TeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2。藉由加入[TeFe3(CO)9]2−，TeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2可擴核形成[{TeFe3(CO)9Cu}−]與[{TeFe3(CO)9}3Cu3]3−。若[TeFe3(CO)9]2−與AgNO3反應則生成[{TeFe3(CO)9}3Ag3]3−與[Te2Fe8(CO)24Ag3]2−。然而，當[TeFe3(CO)9]2−與Cu(OAc)反應，可生成[{TeFe3(CO)9Cu}2(OAc)]3−。利用[TeFe3(CO)9]2−與[Cu(MeCN)4][BF4]及一系列L (L = 1,2-Bis(diphenylphosphino)ethane (dppe)、4,4'-dipyridyl (dpy)、1,2-bis(4-pyridyl)ethane (bpea)、1,2-bis(4-pyridyl)ethene (bpee))於不同比例下反應，分別得到TeFe3(CO)9Cu2(dppe)、[{TeFe3(CO)9Cu}2(L)]2−以及聚合物[{TeFe3(CO)9Cu2}(dpy)1.5]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(bpea)]。然而若以TeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2與一系列含N之L配基 (L = dpy、bpea、pyrazine (pyz))反應，可生成一系列L串接TeFe3Cu的聚合物([{TeFe3(CO)9Cu2}(dpy)1.5]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(bpea)]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(bpea)2.5]、[{TeFe3(CO)9Cu2}(pyz)• THF]與[{TeFe3(CO)9Cu2}(pyz)]。此外，化合物之生成及相關性質藉由理論計算進一步驗證。 2. Se/Mn/CO 系統之研究 　　利用Se8與六當量的Mn2(CO)10於4M KOH的甲醇溶液下反應，可得到49電子的化合物[Se2Mn3(CO)9]2−，並且其可進一步與[Cu(MeCN)4][BF4]反應形成48電子的化合物[Se2Mn3(CO)9]−。相反地，[Se2Mn3(CO)9]−亦可藉由加入強鹼溶液逆反應生成[Se2Mn3(CO)9]2−。然而，當[Se2Mn3(CO)9]−與Se8於KOH的甲醇溶液下反應，可得到擴核的產物[Se6Mn6(CO)18]4−，其更可進一步與Se8反應，繼續擴核形成[Se10Mn6(CO)18]4−。而[Se10Mn6(CO)18]4−亦可由[Se2Mn3(CO)9]2−與Se8反應而得。反之，當[Se10Mn6(CO)18]4−於強鹼條件下與Mn2(CO)10反應，可降解形成[Se2Mn3(CO)9]2−及[Se6Mn6(CO)18]4−。此外，當[Se6Mn6(CO)18]4−與[Cu(MeCN)4][BF4]或Mn(CO)5Br反應，可生成氧化物[Se2Mn3(CO)9]−與[Se5Mn4(CO)12]2−。然而，將[Se10Mn6(CO)18]4−與[Cu(MeCN)4][BF4]或Mn(CO)5Br反應，則可分別得到化合物[Se5Mn4(CO)12]2−及[Se4Mn3(CO)10]−。化合物之生成、擴核及相關性質藉由理論計算進一步驗證。 3. Se/Mn/CO 系統之研究 　　利用Se8與Mn2(CO)10於4M KOH的甲醇溶液下反應，可得到新穎的化合物[Se10Mn6(CO)18]4−與[Se6Mn6(CO)18]4−。當[Se10Mn6(CO)18]4−進一步與O2或CH2Cl2反應時，分別可得到氧化物[Se5Mn4(CO)12]2−與[Se8Mn4(CO)12(R)2]2− (R = CH2, Cl)。 [Se8Mn4(CO)12(CH2)2]2−更可進一步與Se8或H2O反應，生成Se-或O-取代的產物[Se8Mn4(CO)12(R)2]2− (R = Se, O)。然而，當[Se6Mn6(CO)18]4−與O2、Se8或CH2Cl2反應時，則分別可得到O-或Se-嵌入的產物[Se6Mn6(CO)18(O)]4−、[Se10Mn6(CO)18]4−以及[Se5Mn4(CO)12]2−。其中，化合物[Se10Mn6(CO)18]4−、[Se6Mn6(CO)18]4−、[Se6Mn6(CO)18(O)]4−與[Se8Mn4(CO)12(R)2]2− (R = CH2, Se, O)符合電子計算並具有2個未成對電子。此外，化合物之生成及相關性質藉由理論計算進一步驗證。
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    利用第一原理探討水煤氣在過渡金屬上的轉移反應趨勢
    (2010) 黃世昌; Huang Shih-Chang
    利用密度泛函理論(DFT)可有系統的檢視最密堆積的過渡金屬Co, Ni Cu (第三週期) Rh, Pd, Ag (第四週期) 和 Ir, Pt, Au (第五週期)上水煤氣轉移反應(water gas shift，簡稱WGS)機構，計算出的能量態顯示WGS的活性主要受到兩種步驟類型的影響：O-H鍵的斷裂和C-O鍵的生成。本次研究中在過渡金屬上的活化能障和反應熱有很好的線性關係，從能量上的觀察O-H鍵斷裂和C-O鍵形成在週期表上的趨勢是互為相反的，以週期表趨勢來看第9 族< 10族 < 11族 ； 第3週期 < 第4週期 < 第5週期，換句話說，越往右下的金屬表面如Cu、Ag、Pt、Au，擁有相對較低的C-O鍵結活化能障和反應熱，表示對於WGS反應有較好的活性。此外，能量基礎上的趨勢也利用吸附能、density of state (DOS) 和 charge density來檢視，結果顯示左上的過渡金屬有較高的能量和較狹窄的d軌域的分佈，藉以造成強吸附能來穩定解離物，O-H解離反應有較低的活化能障和反應熱。此能量趨勢上的預測對於其他催化反應工作，如：乙醇催化裂解和CO氧化，可有效的設計預期的反應。
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    乙醇電氧化在過渡金屬觸媒上之反應趨勢
    (2014) 徐福星; Fu-Hsing Hsu
    本論文以Pt、Pd、Rh、Ir、Au、Ag、Cu、Co與Ni等九種過渡金屬觸媒，在鹼性條件下對乙醇電氧化反應之產物，做有系統的研究。 上述九種金屬觸媒以含浸還原法製備，加入NaBH4當作還原劑，使其還原並吸附在Vulcan XC-72上。此法合成出來的樣品粉末，會先經由XRD、SEM、EDS與TEM的測試，藉此確認其結構、組成以及顆粒的大小，接著把合成出來的金屬觸媒，吸附到玻璃碳電極上進行電化學測試。本文採循環伏安法進行測試，從其實驗結果中找出各金屬觸媒的電化學特性，並依其性質將之分類；實驗以循環伏安法在-0.9 V~0.6 V掃描6~24 圈數後，藉FTIR、酸鹼度計以及氣相層析儀，分析經過乙醇電氧化產生出來的乙醛、乙酸產物，探尋、歸納過渡金屬觸媒之乙醇電氧化反應趨勢。 乙醇氧化反應分為兩種產物路徑：(1)12個電子轉移的C1路徑(2)4個電子轉移的C2路徑。本研究主要針對乙醇氧化反應的C2路徑產物(乙醛及乙酸)做分析。由產物分析的結果可以得知，在低電位(-0.9 V~0.6 V)的條件下，Pt、Pd、Au與Ag四種金屬作為觸媒，對乙醇電氧化成乙醛及乙酸之過程，相較於其他金屬擁有較高的催化活性。根據本研究結果顯示，在4個電子轉移的C2路徑下，各金屬觸媒對乙醇電氧化的催化活性由高至低依序為：Pt > Au > Ag > Pd > Rh > Ir > Cu > Ni > Co。再以此實驗結果，比較乙醇氧化的CV峰電流以及C2路徑的產物活性，可以推得Au與Ag兩種觸媒主要採C2路徑；Rh及Ir觸媒則採C1路徑；而Pt和Pd觸媒則是介於C1到C2之間。