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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Item 矽灰/兩性離子型複合水膠作為混凝土自養護劑的可行性研究(2020) 林士傑; Lin, SHIH-CHIEH本論文主要目的為製備一種兩性離子型的吸水性水膠,使用丙烯醯胺、disodium 1-(4-(3-((carboxylatomethyl)dimethylammonio) propylamino)-4-oxobut-2-enoate)( 1-(4-(3-(((羧甲基)二甲基銨)丙基氨基)-4-氧代丁-2-烯酸酯)二鈉)) (CDP)和矽灰為單體,合成 SF/PCA,使用FT-IR作結構鑑定,探討單體比例、起始劑或交聯劑劑量和矽灰含量對於水膠在各種水溶液下吸水率的影響。 將SF/PCA水膠加到混凝土和水泥砂漿中,作為自養護劑時,探討單體比例和矽灰比例含量,對於水泥漿中對於水泥砂漿和混凝土抗壓強度、內部濕度、乾縮量和自體收縮量的影響。 實驗結果顯示, SF/PCA水膠,當AM/CDP= 4, APS= 0.7 mole%, MBA= 0.5 mole%, SF = 10 wt%時,在去離子水中、Pore solution和水泥漿濾液中的最大吸水率分別為480.3 g/g、130.3 g/g、81.3 g/g。 將SF/PCA水膠加入水泥砂漿和混凝土中,當水膠劑量為0.2 wt% 和矽灰含量為10 wt%時,對水泥砂漿和混凝土的抗壓強度和內部濕度增加、乾縮量和自體收縮量減少,有較佳的提升效果。Item 兩種半穿透型水膠之製備以及作為水泥砂漿自養護劑(2011) 周宜婷本篇論文為製備兩種半穿透式網狀水膠(semi-IPN)︰polyaspartate/polyacrylamide (Pasp/PAM) and poly(2-(3-carboxypro pan- amido) acetate)/polyacrylamide/polyethylene glycol (PPAA/PAM/ PEG)。Pasp/PAM水膠係以Pasp與丙烯醯胺為反應物,Ammonium persulfate (APS) 為起始劑,N,N’ methylene bisacrylamide (MBA)為交聯劑,經由自由基聚合反應而得;PPAA/PAM/PEG水膠係以PPAA、PEG與丙烯醯胺為反應物,APS 為起始劑 MBA為交聯劑,經由自由基聚合反應而得。聚合得到的兩種水膠均經由量測分析其FTIR光譜確認。另外,量測兩種水膠在水溶液中的吸水率。 (一) Pasp/PAM水膠 探討不同單體配比、交聯劑和起始劑濃度,對於Pasp/PAM水膠在水溶液中吸水率的影響。將水膠加入水泥漿中,探討水膠含量對於水泥漿的水泥水化程度和凝結時間的影響;將水膠加入砂漿中,探討水膠含量對於砂漿重量損失、內部濕度、抗壓強度、長度變化的影響。 研究結果隨著PAM含量的增加水膠含量的吸水率漸減;隨著APS或MBA濃度的增加水膠含量的吸水率呈現先增加、達最大值後開始減少。當聚合時添加0.8 mol% APS, 0.5 mol% MBA, Pasp/PAM=1/1,所得的水膠有最大的吸水率,在純水、0.1M NaCl(aq)和0.1M CaCl2(aq)的飽和吸水率分別為159.7g/g, 39.2 g/g和32.2 g/g。 隨著水膠含量的增加,7-28天水泥漿體中的水泥水化程度先增加、達最大值後開始減少,水膠添加量為0.2wt%的水泥漿體中的水泥水化程度最高。另外,隨著水膠含量的增加,水泥漿體的初凝時間變長而終凝時間變短。 隨著水膠含量的增加,砂漿試體的重量損失、長度變化呈現先減少、達最小值後開始增加;內部濕度、抗壓強度則先增加、達最大值後開始減少。水膠添加量為0.2wt%的砂漿試體有最小的重量損失和長度變化,有最高的內部濕度和抗壓強度。隨著水膠含量的增加,水泥漿體的初凝時間變長而終凝時間變短。 水膠添加量為0.2wt%的28天砂漿試體的重量損失為13.03 g,為未添加水膠砂漿(14.46 g)的90.1%;抗壓強度為38.66 MPa,比未添加水膠砂漿(25.31 MPa)高;內部相對濕度為56.7 %,比未添加水膠砂漿(52 %)高;長度變化為為-0.19 mm,比未添加水膠砂漿(-0.210 mm)小。 (二) PPAA/PAM/PEG水膠 探討PEG含量對於PPAA/PAM/PEG水膠在水溶液中吸水率的影響。將0.2wt%水膠加入水泥漿中,探討PEG含量對於水泥漿的水泥水化程度和凝結時間的影響;將0.2 wt%水膠加入砂漿中,探討水膠含量對於砂漿重量損失、內部濕度、抗壓強度、長度變化的影響。 研究結果隨著PEG含量的增加水膠含量的吸水率漸減。當聚合時添加1.0 mol% APS, 0.2 mol% MBA, PPAA/PAM=1/1,所得的水膠,在純水、0.1M NaCl(aq)和0.1M CaCl2(aq)的飽和吸水率分別為410.8g/g, 65 g/g和63 g/g。而PEG若接入水膠後其吸水率會下降,例如聚合時添加1.0 mol% APS, 0.2 mol% MBA, PPAA/PAM/PEG=1/1/0.5,所得的水膠,在純水、0.1M NaCl(aq)和0.1M CaCl2(aq)的飽和吸水率分別為189.4 g/g, 32.3 g/g和29.8 g/g。 隨著PEG含量的增加,3-28天添加0.2 wt% 水膠的水泥漿體中的水泥水化程度先增加、達最大值後開始減少,PEG含量為20 wt%的水泥漿體(水膠添加量為0.2wt%)中的水泥水化程度最高。另外,隨著PEG含量的增加,水泥漿體的初凝時間變長而終凝時間則改變不大。 隨著PEG含量的增加,添加0.2 wt% 水膠的砂漿試體的重量損失、長度變化呈現先減少、達最小值後開始增加;內部濕度、抗壓強度則先增加、達最大值後開始減少。PEG添加量為20 wt%的砂漿試體(PPAA/PAM/PEG(=1/1/0.2)水膠添加量為0.2wt%)有最小的重量損失和長度變化,有最高的內部濕度和抗壓強度。Item 半穿透型水膠的合成及作為水泥砂漿自養護劑之研究(2010) 張志成; Chih Cheng Chang本篇論文主要是合成一半穿透式網狀(semi-IPN)水膠poly 2-(3-carboxy- propanamido) acetate/polyacrylamide (PPAA/PAM),探討其作為混凝土自養護劑的可行性。實驗上使用PPAA和acrylamide(AM),以APS為起始劑、MBA為交聯劑聚合得到PPAA/PAM水膠。探討起始劑濃度、交聯劑濃度與PPAA相對於PAM重量比例對於PPAA/PAM在純水中吸水率的影響,以及水膠在鹽水和不同pH值與溫度下的吸水行為,並且藉由電子掃描顯微鏡觀測水膠吸水前後的孔洞大小。另外,將水膠加入砂漿中,探討水膠對於砂漿重量損失、內部濕度、抗壓強度與乾縮的影響。 研究結果顯示在適當反應條件下可成功的聚合得到PPAA/PAM水膠。合成的單體與水膠藉由NMR及FT-IR光譜來確認其結構。隨著APS濃度的增加,水膠在純水中的吸水率呈現先增後減的趨勢;隨著MBA濃度的增加,水膠的吸水率漸減;隨著PPAA含量的增加,水膠的吸水率漸增。當APS的莫耳濃度相對於AM單體的濃度為1.0 %、MBA的莫耳濃度為2.0 %、PPAA相對於PAM重量比例為1時所製得之水膠(代號P1115)在純水中的飽和吸水率達到426 g/g,在0.1M NaCl(aq)和0.1M CaCl2(aq)的飽和吸水率分別為69和66 g/g。添加0.2wt% P1115的水泥砂漿(M02)在28天的重量損失13.2g,低於未添加水膠的水泥砂漿(M00)重量損失(=14.3g);M02在28天的抗壓強度為34.2 MPa,高於M00的抗壓強度(=31.9 MPa);M1在28天的內部相對濕度為68.7%,高於M0的相對濕度(=64.7%);M1在28天的乾縮量為0.189 mm,低於M0的乾縮量(=0.236 mm)。XRD與DSC的測試結果顯示添加P1115的水泥漿之水泥水化程度亦高於未添加水膠的水泥漿。Item 兩性離子型水膠/蒙托土複合材料的合成和性質研究(2019) 袁通軒; Yuan, Tung-Shuian論文主要目的為製備兩種兩性離子型的水膠P(AM/SB) 和(P(AM/SB)/MMT)係使用丙烯醯胺、甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯 (SB)和蒙托土為單體,經自由基反應合成,利用FT-IR作水膠結構鑑定,探討單體比例和蒙托土含量對於水膠在各種水溶液下吸水率的影響。 將P(AM/SB)/MMT水膠加到水泥漿和水泥砂漿中,作為自養護劑時,探討單體比例和蒙托土比例含量,對於水泥漿中水泥水化程度、圓盤裂縫和凝結時間的影響;以及對於水泥砂漿抗壓強度、內部濕度、乾縮量和自收縮量的影響。 研究結果顯示, P(AM/SB)/MMT水膠:當AM/SB= 8, APS= 0.5 mol%, MBA= 2.0 mol%, MMT = 10 wt%時,在純水中和Pore solution中的最大吸水率分別為28.3 g/g和54.0 g/g。 將P(AM/SB)/MMT水膠加入水泥砂漿中,當水膠劑量為0.2 wt%,粒徑為0.082 mm, 和蒙托土含量為10 wt%時,對水泥砂漿的抗壓強度和內部濕度增加、乾縮量減少、自收縮量減少和水泥漿的圓盤裂縫減低有最佳的提升效果。Item 聚(丙烯酸/丙烯醯胺)/稻殼灰的合成和性質的研究(2018) 李麟; Li, Lin稻殼灰是在農業生產中的常見的廢棄物,本論文製備了P(AA/AM)/RHA複合水膠,並改變稻殼灰劑量和沒有添加稻殼灰的P(AA/AM)水膠比較,使用FT-IR來對水膠結構鑑定,SEM觀察表面型態,然後將水膠浸泡在去離子水、不同濃度的鹽水和孔隙溶液,測試水膠在不同環境的吸水率。 將P(AA/AM)/RHA複合水膠添加至水泥漿、水泥砂漿中,當作自養護劑,並比較一般的P(AA/AM)水膠和稻殼灰複合水膠,對於砂漿漿體中重量損失、內部濕度、乾縮變化、自體收縮、抗壓強度以及凝結時間的影響;以及水泥漿體的裂縫指數和水泥漿體的表面型態,探討水泥漿體的水化現象。 結果發現,P(AA/AM)/RHA複合水膠在鹽水溶液、孔隙溶液有較高的吸水率,而且對孔隙溶液有較好的保水率。將P(AA/AM)/RHA複合水膠加至水泥砂漿與水泥漿中,減少了水泥砂漿的重量損失、乾縮變化還有自收縮變化,改善了抗壓強度、內部濕度,對減少水泥漿的裂縫有不錯的效果。Item 兩性離子型水膠/爐石複合材料的合成和性質研究(2016) 林錦良; Lin, Jin-Liang本論文主要目的為製備兩種兩性離子型的吸水性水膠,Poly(acryl amide-co- sulfobetaine) P(AM/SB) 和Poly(acryl amide-co- sulfobetaine)/ Slag) (P(AM/SB)/SG),使用FT-IR作結構鑑定,探討單體比例、起始劑或交聯劑劑量、反應溫度和爐石含量對於水膠在各種水溶液下吸水率的影響。 將P(AM/SB)/SG水膠加到水泥漿和水泥砂漿中,作為自養護劑時,探討單體比例和爐石比例含量,對於水泥漿中水泥水化程度、圓盤裂縫和凝結時間的影響;以及對於水泥砂漿水份重量損失、抗壓強度、內部濕度和乾縮量的影響。 實驗結果顯示, P(AM/SB)水膠在純水中的最大吸水率為48.4 g/g,2.0M NaCl(aq) 和2.0M CaCl2(aq) 中的吸水率分別為55.7和61.2 g/g。 將P(AM/SB)/SG水膠加入水泥砂漿中,當水膠劑量為0.2 wt%,粒徑為0.082 mm, 和爐石含量為15 wt%時,對水泥砂漿的重量損失、抗壓強度和內部濕度增加、乾縮量減少和水泥漿的圓盤裂縫減低有最佳的提升效果。 關鍵字:兩性離子型、水膠、合成、爐石、砂漿、吸水率、抗壓強度、內部濕度、乾縮。Item 聚(丙烯酸/丙烯醯胺)/矽灰複合水膠的合成和性質研究(2015) 周佑霖; CHOU, Yu-Lin本論文為製備兩種陰離子型的高吸水性水膠,polyacrylic acid/polyacryl amide ( P(AA/AM) )和polyacrylic acid/polyacryl amide/silica fume (P(AA/AM)/SF),起始劑為ammmonium persulfate (APS ),交聯劑為N,N’methylene bisacrylamide (MBA),使用FT-IR作結構鑑定,樣品表面孔洞透過SEM觀察,影響反應的參數包括:單體比例、起始劑劑量、交聯劑劑量、反應溫度和矽灰比例,接著浸泡到純水和鹽水及各種不同環境中測其吸水率。並測試兩種水膠的機械性質,包含抗壓強度。 接著評估P(AA/AM)水膠加到水泥漿和水泥砂漿中作為自養護劑時,添加劑量和是否合宜,於水泥漿中探討其水化程度、圓盤裂縫和凝結時間;水泥砂漿中則探討水分重量損失、保水率、抗壓強度、內部濕度和乾縮量。 實驗結果顯示,在最佳反應條件下,P(AA/AM)/SF水膠在純水中的吸水率為410.5(g/g),0.1M NaCl(aq)和0.1M CaCl2(aq)的吸水率分別為43.4、24.4 (g/g)。抗壓強度為48.6(Kgf/cm2)。 將P(AA/AM)水膠加入水泥砂漿中當自養護劑,最佳劑量為0.2(wt%) 和10(wt%)時,對水泥砂漿及水泥漿中的重量損失、抗壓強度,內部濕度、乾縮量和圓盤裂縫與控制組比較均提升效能。Item 聚(丙烯酸/丙烯醯胺)/飛灰複合水膠的合成和性質研究(2015) 藍漢中; Lan, Han-Zhong本論文為製備兩種陰離子型的高吸水性水膠,polyacrylic acid/polyacryl amide ( P(AA/AM) )和polyacrylic acid/polyacryl amide/fly ash ( P(AA/AM)/FA),起始劑為ammmonium persulfate (APS ),交聯劑為N,N’methylene bisacrylamide (MBA),使用FT-IR作結構鑑定,樣品表面孔洞透過SEM觀察,影響反應的參數包括:單體比例、起始劑劑量、交聯劑劑量、反應溫度和飛灰比例,接著浸泡到純水和鹽水及各種不同環境中測其吸水率。並測試兩種水膠的機械性質,包含抗壓強度和乘載壓力下吸水率(AUL)。 接著評估P(AA/AM)/FA水膠加到水泥漿和水泥砂漿中作為自養護劑時,添加劑量、飛灰比例和粒徑大小是否合宜,於水泥漿中探討其水化程度、圓盤裂縫和凝結時間;水泥砂漿中則探討水分重量損失、保水率、抗壓強度、內部濕度和乾縮量。 實驗結果顯示,在最佳反應條件下,P(AA/AM)/FA水膠在純水中的吸水率為386(g/g),0.1M NaCl(aq) 和0.1M CaCl2(aq)的吸水率分別為56、26(g/g)。抗壓強度為47.5(Kgf/cm2)。 將P(AA/AM)/FA水膠加入水泥砂漿中當自養護劑,最佳劑量、粒徑大小和飛灰比例分別為0.2(wt%)、0.082(mm)和10(wt%)時,對水泥砂漿及水泥漿中的重量損失、抗壓強度,內部濕度、乾縮量和圓盤裂縫與控制組比較均提升效能。