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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    新穎化學氣相沉積石墨烯轉印技術之開發
    (2012) 黃奕盛; I-Sheng Huang
    石墨烯為碳原子彼此以sp2混成軌域組成單原子層厚度的二維材料,具備了良好的透光度、化學穩定性、低片電阻、理想的功函數、高機械強度及低成本。近年來,在製備及轉印石墨烯方法有很多種,主要都是針對如何增進石墨烯的品質及改善轉印造成的缺陷,使其在提升光電元件上之應用性。此研究主要致力於單層石墨烯轉印技術上的改善,因石墨烯轉印至基板的優劣通常直接影響了光電元件的表現。 本實驗使用化學氣相沉積法,以銅箔當金屬催化層,成長高品質的單層石墨烯,我們研發出二種新型轉印方法有別於傳統之轉印方法,有效的改善CVD石墨烯在矽基板及塑膠基板上的品質。第一種:我們結合了最常見的PMMA法及Roll-to-roll法,此方法不但保有PMMA法轉印後石墨烯的高品質、低電阻的優點,同時還能利用Roll-to-roll法免除石墨烯與基板在水溶液中撈取的問題,此單層石墨烯在塑膠基板上的片電阻約為400Ω⁄sq,2D band半高寬約為36cm-1,I_G⁄I_2D ≅0.62。第二種:因為目前各種轉印方法,都需憑藉有機物的支撐,才能將石墨烯從銅箔上轉印至基板,而此方法則不需任何有機物的支撐,我們單純以物理吸附的現象,利用靜電吸引力的方式,將銅箔上的石墨烯以靜電力吸附至基板上進行轉印,毋殘留有機物,達到一個高品質且乾淨的石墨烯,此單層石墨烯在塑膠基板上的片電阻約為500Ω⁄sq,2D band半高寬約為35cm-1,I_G⁄I_2D ≅0.66。預期這兩種簡單、快速的石墨烯轉印方式,能有效地提升光電元件效益。
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    石墨烯與金奈米粒子疊層結構材料應用於基質輔助雷射脫附游離質譜儀之分析
    (2012) 邱瑀辰
    本篇研究是發展出一種新穎疊層結構材料應用在表面基質輔助雷射脫附質譜儀之分析,一方面藉由近年來廣泛受到注目石墨烯材料,利用其多苯環以及片狀材料所導致的良好傳熱及導電性,搭配常見傳統的偵測小分子基質-金奈米粒子利用旋度塗覆的方式,形成多層的疊層結構,藉由兩者都為良好的基質特性,進一步達到增加分析物游離的效果以及增強分析物的分析訊號並提高其靈敏度,由於材料疊層結構的穩定性使得分析物在測量過程中有良好再現性。 儀器條件方面是採正離子模式,折返式偵測器下進行偵測,樣品濃度皆為10-4M,點樣的方法皆取1.5μL點樣,在材料鑑定方面我們可從SEM看出材料剖面疊層結構厚度大約是200nm,另外再從紫外光吸收儀也可以看出同時具有金奈米粒子與石墨烯的吸收波長。 在比較2、5、10、15、25不同層數材料基質的質譜圖中,在訊號強度及背景訊號干擾的考量下, 以10層的結構較適合最為進一步條件的探討,析物方面,我們選擇了不同種類的分析物如醣類分子、多種胺基酸以及胜肽進行偵測,結果而本研究所開發的疊層材料能夠有效偵測溶於不同分析物,且此新穎疊層結構改善與金有特殊之鍵結之化合物之分析訊號。
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    硼氮共摻雜石墨烯之電子元件
    (2014) 李佩玲
    石墨烯是一種二維材料,其厚度只有一層碳原子厚。是目前最薄且最硬的奈米材料,由於其具有獨特的結構與優異的物理特性。可廣泛運用在各個領域上,但因單層石墨烯能帶隙接近於零,故無法應用於半導體產業。開啟能帶結構,單層石墨烯即可以應用於半導體元件。開啟石墨烯能帶結構之方法有量子限制效應、對稱破壞與化學摻雜等。本論文使用熱化學氣相沉積法,藉由改變摻雜源BH3NH3之預熱溫度以及甲烷流量,控制硼和氮在石墨烯中之摻雜濃度,可得不同B-N摻雜濃度與能隙之摻雜石墨烯(boron carbon nitride, BNC)。藉由霍爾效應觀察不同濃度氮硼摻雜石墨烯的電性變化以及利用不同轉印方式和不同測量面積大小,光電子能譜儀、拉曼、探討BNC之鍵結與特性分析。
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    燃料轉換效率於多元金屬催化劑之理論計算研究:硫毒化反應與甲醇氧化反應
    (2019) 陳昭穎; Chern, Zhao-Ying
    本篇論文以第一性原理計算幾個不同的異質催化反應在燃料電池的應用,包括 (1) 第二章討論硫毒化與移除於BaZrO3陽極的反應, (2) 第三章討論甲醇裂解反應於鉑—石墨烯之性質, (3) 第四章討論甲醇氧化反應 (MOR) 與甲酸氧化反應 (FAOR) 於鉑三元合金 (PtRuM, M=Fe, Ti) 陽極之性質。 第二章節中,計算結果發現燃料中含有的H2S(g)會毒害催化劑表面,此為強放熱反應,然而,移除硫化物為吸熱反應。表示硫毒化為一自發性發生且難避免的反應。研究發現水的加入可以幫助硫化物的移除。除此之外,我們還列出了反應熱與自由能以及電池電動勢之間的關聯性,以此探討電池偏壓以及H2S(g)與H2O(g)的氣體分壓對於硫化反應的影響。第三章討論以石墨烯為擔體之鉑催化劑對於甲醇吸附的性質差異。根據石墨烯與鉑的結合角度可分為0o和30o角,研究結果發現甲醇可吸附在鉑團簇上,但對於鉑層吸附較弱。此種差異可以應用於材料的保護層。第四章討論配位基效應與雙官能基效應對於MOR與FAOR於鉑釕三元合金 (PtRuM, M=Fe, Ti) 上造成的反應差異。鐵的加入可使周圍電子離域化,而鈦的加入可使電子更局域化。總體來看,PtRuTi可以幫助MOR與FAOR更容易進行反應,而鐵的加入幫助不大。