化學系
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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年，最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資，授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人，另外尚有與中央研究院合聘教授3位，在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外，本系另有助教13位，職技員工1位，協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面，大學部現實際共322人，碩士班現實際就學研究生共174人，博士班現實際就學共55人。
本系一向秉持著教學與研究並重，近年來為配合許多研究計畫的需求，研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外，本系提供研究生獎助學金，研究生可支領助教獎學金（TA）、研究獎學金（RA）和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金（fellowships）。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。
本校圖書館藏書豐富，除了本部圖書館外，分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊，西文期刊合訂本有911餘種期刊，將近約3萬冊。此外，西文現期期刊約450種，涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路，將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能，納入圖書館資訊系統中，並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index，Chemical Citation Index，Chemical Abstracts，Beilstein，MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。
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Item 兩性共聚物: 合成與應用(2022) 劉幸怡; Liu, Xin-Yi本論文研究分為三個主體,這三個主題分別為共聚物分散劑合成應用於氧化石墨烯與環氧樹脂複合材料熱傳性、兩性離子分散劑的合成及應用於砂漿中氧化石墨烯的分散、兩性離子水膠/矽藻土複合材料的合成及應用於砂漿中。第一個主題為合成一種共聚物Poly (GMA-co-Eu)，選用甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidyl methacrylate)和烯丙基甲氧基苯酚(Eugenol)為單體，偶氮二異丁腈(AIBN)為起始劑，經自由基反應利用不同單體比例和起始劑濃度聚合成共聚物分散劑P(GMA/Eu)。經由FTIR及NMR光譜分析確認其化學結構。利用Hummers法將石墨烯氧化成氧化石墨烯，並經由FTIR和RAMAN光譜確認。接著探討溶劑、共聚物添加量等對於氧化石墨烯/環氧樹脂(GO/Epoxy)複合材料的熱傳性影響影響。利用SEM觀察氧化石墨烯在環氧樹脂裡的分散性。比較添加不同PGE和PVP,TX100對於氧化石墨烯/環氧樹脂複合材料的熱傳性。實驗結果顯示利用Hummers法將石墨烯氧化成氧化石墨烯，並經由FTIR和Raman光譜確認。在合成的5個PGE中，以PGE3 (GMA/Eu=2, Mn=6.7×103)對GO的分散效果最好。在含6% PGE、10wt% GOA的GO/Epoxy複合材料K值為3.32 W/mK，相較於沒有添加分散劑含10wt% GOA的複合材料K值(=2.62 W/mK)提升了26%；在含6% PGE、20wt% GOA的GO/Epoxy複合材料K值為5.02 W/mK，相較於沒有添加分散劑含20wt% GOA的複合材料K值(=2.93 W/mK)提升了71%。添加PVP和TX100，也能促進GO的分散而提升所得GO/Epoxy複合材料的K值。添加相同劑量的5個PGE PGE所得的複合材料的K值都高於添加PVP者，顯示PGE對GO的分散效果優於PVP。第二個主題為合成一種兩性離子型羧酸型共聚物:丙烯醯胺-(1-(4-(3-((羧甲基)二甲基氨基)丙基氨基)-4-氧代丁-2-烯酸二鈉)) Poly(AM-co-CDP) (PAC)，首先使用馬來酸酐和N,N-二甲基-1，3-丙二胺，及氯醋酸鈉反應得到單體1-(4-(3-((羧甲基)二甲基氨基)丙基氨基)-4-氧代丁-2-烯酸二鈉)(CDP)，硫酸銨(APS)為起始劑，與丙烯醯胺(AM)經由自由基聚合反應合成得到兩性離子型共聚物Poly(AM-co-CDP)。使用FTIR和1H-NMR光譜鑑定其結構，利用GPC測定其分子量，將PAC加入含氧化石墨烯的人工孔隙溶液中，透過沉降體積、粒徑分布、界達電位與黏度實驗，探討PAC對於人工孔隙溶液中GO的分散效果。將PAC/GO添加在水泥砂漿中，測試砂漿試體的抗壓強度與抗彎強度並與商用氧化石墨烯GOB和商用分散劑PC比較。實驗結果顯示: 經由沉降體積、粒徑分布、界達電位和黏度實驗觀察，隨著PAC添加量的增加，GO人工孔隙溶液的黏度漸減，溶液中GO沉降速率減緩、GO粒徑變小、GO界達電位的負值變大，顯示此共聚物確實能促進GO的分散。在合成的PAC中以PAC23(AM/CDP=4, Mn=2.1×104)的表現最佳。相較於商用型羧酸分散劑PC，PAC有更佳的GO分散效果。隨著PAC添加量的增加，含GO的砂漿抗壓/抗彎強度亦增。添加10wt% PAC23、0.05 wt% GOA的28天齡期砂漿試體，有最大的抗壓和抗彎強度、分別為37.2 MPa和7.5 MPa，比未添加氧化石墨烯或分散劑的對照組試體提升了32.3%和111%。相較於PC，PAC更能提升砂漿的機械性質。在合成的數種PAC中以PAC23(AM/CDP=4, Mn=2.1×104)的表現最佳。第三個主題為製備兩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)和矽藻土為單體，製備PAC和PACD兩種兩性離子型的吸水性水膠，使用FTIR作結構鑑定，探討單體比例、起始劑或交聯劑劑量和矽藻土含量對於水膠在各種水溶液下吸水率的影響。實驗評估將PACD複合水膠加到水泥砂漿中，作為自養護劑是否合宜，探討水膠和矽藻土量，對於水泥漿中對於水泥砂漿壓強度、內部濕度、乾縮量的影響。實驗結果顯示，PACD複合水膠，當AM/CDP= 4,APS=0.5 mle%,MBA=0.5 mole%,矽藻土15 wt%時的反應條件下，在純水中和孔隙溶液中的最大吸水率分別為362.4 g/g和115.4 g/g。添加矽藻土水膠的砂漿試體的內部濕度高於未添加矽藻土水膠的砂漿試體，後者則高於未添加水膠的砂漿試體。砂漿試體的內部濕度隨著添加的PACD水膠所含DE比例增加呈現先上升、達最大值後再下降的趨勢，其中以添加15 wt%DE的PACD3水膠的砂漿試體內部濕度為最高，其內部濕度到第22天方開始從100%往下降，到第28天的內部濕度仍有78.6%。添加矽藻土的砂漿試體的抗壓強度高於未添加矽藻土的砂漿試體，後者則高於未添加水膠的砂漿試體。砂漿試體的抗壓強度隨著添加的PACD複合水膠所含DE比例增加呈現先上升、達最大值後再下降的趨勢，其中以添加15 wt%DE的PACD3水膠的MD23砂漿試體抗壓強度為最高，在28天齡期的抗壓強度為39.8MPa，比未添加矽藻土的的PAC水膠的試體抗壓強度(34.5 MPa)提升了15%；比無添加水膠的試體抗壓強度(33.1 MPa)提升了20%。添加矽藻土的砂漿試體的乾縮量低於未添加矽藻土的砂漿試體，後者則低於未添加水膠的砂漿試體。砂漿試體的乾縮量隨著添加的PACD水膠所含DE比例增加呈現先下降、達最低值後再上升的趨勢，其中以添加15 wt%DE的PACD3水膠的砂漿試體乾縮量為最低。Item 超薄二維碲化亞銅/石墨烯之生長與其自發電應力感測之應用(2022) 姚松甫; Yao, Song-Fu人類科技日新月異，卻也加劇了對石化燃料的依賴，發展出環境友善的綠色能源勢在必行。碲化亞銅是一種極具展望的熱電材料，但是關於二維碲化亞銅的文獻仍為數不多。在此，我們利用固態化學反應生長碲化亞銅薄膜於石墨烯上，石墨烯作為凡得瓦外延生長的模板以及擴散阻擋層，最終展現出優異的熱電與機電性能。上述材料特性可以達成自發電應力感測器，藉由橫向的溫度差異產生電能，提供快速且耐用的應力感測，有希望成為攜帶式的自主健康檢測器，為生活帶來諸多便利性，展現了二維碲化亞銅與石墨烯異質結構的潛力。Item 硫酸對氧化石墨烯結構的影響(2012) 柴世濂本研究分為(一)不同的硫酸濃度對GO 進行反應與(二)稀硫酸濃 度0.6M 對GO 進行不同的反應時間。 利用粉末X 光繞射儀、拉曼散射儀、X 光光電子能譜儀和四點 探針等儀器鑑定，對其材料進行分析。結構上，根據拉曼散射的D band 和G band 之比值可以得知材料的石墨化程度。隨著硫酸濃度增加至 18M，ID/IG 比值會從2.17 下降至1.46，表示脫水還原形成石墨烯。 然而，在稀硫酸0.6M 反應1.5 小時，GO 結構會進行開環，ID/IG 比值 從2.17 上升至2.89，表面缺陷增加；24 小時則會進行部份脫水還原， ID/IG 比值從2.17 下降至1.71。電性上，隨著硫酸濃度的提升，導電 率從1.67×10-3S/m 提升至1.40×102S/m，由於高濃度的硫酸對GO 進 行脫水反應，使原本GO 表面的含氧官能基部分脫去，導電性因此變 高；然而0.6M 稀硫酸對GO 反應時間的增加，導電率從1.67×10-3S/m 提升至5.73×10-2S/m。 此研究是硫酸對GO 的時間和濃度影響，因此結果可提供以環 保的方式製備石墨烯以及GO 的結構修飾，作為重要的參考價值。Item 以化學氣相沉積法製備石墨烯及其官能化(2011) 黃耀德; Yao-De Huang石墨烯是以碳原子組成單層原子厚度的二維材料，具有良好的機械強度、化學穩定性、電子遷移率、高透光度等等的新穎材料，具有相當好的應用前景，例如薄膜場效電晶體(thin film field effect transistor)、薄膜透明電極(thin film transparent electrode)等等，故我們便開始著手研究石墨烯科學。 製備石墨烯的方法非常多種，本論文採用常見的化學氣相沉積法(Chmeical Vapor Deposition ,CVD)，以銅箔(Cu foil)作為金屬催化劑，使石墨烯薄膜成功穩定的成長在金屬基板上。為了將石墨烯轉印到適當之基材上，並能夠大量並快速準確地與太陽能電池、場效電晶體等光電元件製程相容，我們利用兩種方式：(一) PMMA法，以PMMA抓取石墨烯並以酸性溶液蝕刻基板，以人力轉印的技術使銅箔上的石墨烯能夠輕易地轉印到任何基板上。(二) 護貝機式熱脫膠，以膠膜黏取石墨烯，蝕刻後直接貼在基板上，通過護貝機熱滾軸完成脫膠。 最後為了光電在元件應用性的改進，希望能夠(一)進一步降低石墨烯的電阻值，(二)致力於製備LWF或HWF的石墨烯。我們分別使用兩種有機小分子，以化學摻雜法(chemical doping)成功的得到LWF與HWF的石墨烯，並偵測其石墨烯所對應的功函數4.277與4.799且獲得比原始石墨烯小超過50%的電阻值，希望能有更廣泛的應用。Item 石墨烯與氧化石墨烯的製備與鑑定(2011) 韋峻文; Chun Wen Wei第一部分： 我們利用X光光電子能譜與粉末X光繞射光譜觀察石墨材料在氧化製程中的變化，過錳酸鉀會破壞石墨結晶中的雙鍵而產生含氧的官能基，當使用超聲波震盪時，含氧官能基彼此會產生靜電斥力，而達到石墨結構層與層之間的分離。從XPS圖譜可以看出，碳的訊號會因為氧化造成導電度下降而往高能量飄移，氧化所造成的官能基變化也可以從碳的XPS圖譜得知。根據文獻，碳的訊號會由碳材料及3種鍵結在碳材料上的含氧官能基所貢獻，分別有不同的能量。而X光粉末繞射圖譜也可發現石墨(002)晶面的訊號會隨氧化時間而往低角度飄移。分析以上兩種光譜，我們可以知道碳材料的結構變化與氧化程度。 由上述實驗所得到的結果，我們結合氧化時間為6小時、超聲波震盪1小時的兩道製程條件製備氧化石墨烯。並利用原子力顯微鏡等儀器做鑑定，證明我們所設計的製程條件可以製備出低層數、分散均勻(在水中)的氧化石墨烯。 第二部分: 我們進一步以有機修飾或是還原劑還原的方式改變氧化石墨烯的特性，並以儀器做鑑定。從各種鑑定結果我們發現，石墨烯氧化物的特性會因為官能基改變或是還原後而有不同的性質。Item 表面修飾不同形貌奈米銀應用於表面電漿共振有機氣體感測器之研究(2019) 高麗婷; Gao, Li-Ting本實驗目的在觀察不同形貌之奈米銀粒子在感測揮發性有機氣體 VOC 時，對光學造成的影響。實驗上合成球型 ( Sphere )、三角板( Triangular silver nanoplates, TSNP ) 、立方體 ( Cubic ) 三種形狀之奈米銀，分別自組裝在玻璃感測器上，製作成微小化裝置，主要的吸收波峰位置從球型約 390 nm 位移至三角板 600 nm，立方體主要的波峰在 550 nm，並利用實驗室發展的氣體生成系統，比較三者間在光學上對校正曲線斜率的響應，根據電場分布的特性，證實了具有尖端結構的粒子擁有最好的感測能力。 另外，將奈米銀自組裝感測器各別修飾上聚二甲基矽氧烷以及石墨烯 ( Graphene oxide, GO ) 薄膜，這時候奈米銀在相同的空間裡可感測到更多的氣體分子，因此能增強奈米銀局部表面電漿共振，提升感測器的靈敏度。然而，相較於聚合物，發現石墨烯更能有效提升奈米銀的靈敏度，這項研究為以奈米結構為基底的光學感測器提升了一個層次，butanol 感測可上升 3.28 倍，m-xylene 感測可上升 2.78 倍。