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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    改變催化劑和外在環境條件在乙醇蒸氣重組反應中的研究
    (2012) 廖翊凱; Yi-Kai Liao
    在這篇論文中,我們系統性的研究十種不同的金屬分別是Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt 和 Au),將其附著在三種不同的金屬氧化物支撐物上來進行氧化乙醇蒸氣重組反應,這三種氧化物支撐物分別是氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)和參雜了Dy的鈣鈦礦結構BaZrO3。在各種不同的外界環境條件下來進行反應,像是以不同的乙醇和水的比例、氧氣的改變,能更清楚的了解整個乙醇蒸氣重組反應中,不同催化劑的性能以及它們在反應中可以帶來什麼影響,也可以研究其反應機構。在催化劑的效用中,我們發現Cu、Ag、Au可以幫助乙醇的氧化,而Co、Ni、Pd和Pt可以幫乙醇脫水,另外Ru、Rh、Ir則有助於C-C的斷裂,並產生主要是CO和CO2的副產物,同時也可以有最高的氫氣產率。在支撐物方面,經過煮沸的氧化鋁因為有較高的比表面積和更多的孔洞跟未煮沸的氧化鋁相較起來有更好的反應性在乙重蒸氣重組反應中。CeO2和Dy參雜的BaZrO3則是有較多的氧空穴,讓它們在反應中有較好的反應性。在催化條件下,較高的氧氣和水的乙醇比例可以提高氫氣產率,由於氧氣和水可以幫作在反應中的氧化劑,幫忙乙醇的氧化幫助C-C的鍵斷裂。再者,這被當成氧化劑的兩者會因為CeO2和BZDy中的氧空穴的存在,更加強了它們的交互作用,在反應中會有更好的表現。
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    理論計算探討乙醇於Rh/γ-Al2O3(110)表面上之吸附結構與脫氫的反應機構
    (2007) 賴盈任; Ying-Ren Lai
    利用periodic DFT的計算方法, 我們探討乙醇於Rh/γ-Al2O3(110)表面之吸附結構與分解路徑。相較於乙醇吸附於Rh上的結果,乙醇吸附於表面的鋁離子上具有較好的吸附能,然而此酸性性質的γ-Al2O3載體會幫助乙醇脫水形成乙烯,因此我們考慮了其他的吸附結構來探討乙醇的分解路徑。由乙醇以α碳端吸附於Rh原子上的結構作為起始架構,相繼的反應路徑為脫附兩個α氫原子;能障分別為2.59與7.35 kcal/mol。下一步驟的脫氫反應是脫附O-H之氫形成中間產物CH3C(a)O + 3H(a),所需克服的能障為10.13 kcal/mol,由此中間產物斷去C-C鍵,所需克服的能障為12.06 kcal/mol,形成C(a)H3 + C(a)O + 3H(a)等中間產物吸附於表面,於此所計算的乙醇分解路徑,在實驗上有類似的觀察結果。
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    催化材料與氧氣含量對乙醇蒸氣重組反應的影響
    (2013) 林鴻穎; Lin-Hong-Ying
    本篇論文中,我們將有系統的研究十種金屬,(分別是 Ru 、 Rh 、 Ir 、 Co、Ni 、 Pd 、Pt 、 Cu 、 Au 和 Ag ),並將十種不同金屬分別附著在兩種不同金屬氧化支撐上,來進行氧化乙醇蒸氣重組反應,而這兩種氧化支撐物分別為,氧化鈰 (CeO2),和參雜了Dy的鈣鈦礦結構(Dy-doped BaZrO3)。在各種不同外在條件,如不同氧氣量的條件下(此篇氧氣量改變從0~40 sccm)、不同的溫度(此篇500℃~600℃)來進行實驗。這些使我們能夠了解整個乙醇蒸氣重組反應中,不同催化劑的性能以及它們對反應中所帶來的影響。在催化劑中金屬的部分,我們發現Rh、Ru、Ir這三種金屬,有助於C-C鍵斷裂,故產生最高的CO+CO2選擇率,並且有著最高的氫氣產率。 在催化劑中支撐物的部分,我們選擇了CeO2和鈣鈦礦結構(Dy-doped BaZrO3),這兩種支撐物可以分別有效的利用環境中氧氣與水,促使整個催化劑的效能提升。而其中鈣鈦礦結構(Dy-doped BaZrO3)效能提升特別明顯,是因為鈣鈦礦結構可以有效利用水,促使催化劑效能提升,所以可以看出水在乙醇蒸氣重組反應中具有重要的影響。在外在環境條件部分,我們發現增加溫度與氧氣含量,可以有效提升乙醇轉換效率、CO和CO2、氫氣產率。