Skip navigation

DSpace

機構典藏 DSpace 系統致力於保存各式數位資料(如:文字、圖片、PDF)並使其易於取用。

點此認識 DSpace
DSpace logo
English
中文
  • 瀏覽論文
    • 校院系所
    • 出版年
    • 作者
    • 標題
    • 關鍵字
    • 指導教授
  • 搜尋 TDR
  • 授權 Q&A
    • 我的頁面
    • 接受 E-mail 通知
    • 編輯個人資料
  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 材料科學與工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/93195
標題: 利用原子沉積技術表面改質金屬有機物框架之衍生物用於水分解反應
Surface Modification by Atomic Layer Deposition on Metal- Organic Framework-Derived Electrochemical Catalysts for Alkaline Water Splitting
作者: 鄭喬宇
Chiao-Yu Cheng
指導教授: 蔡豐羽
Feng-Yu Tsai
關鍵字: 金屬有機框架,原子沉積技術,二氧化錫,析氧反應,析氫反應,
metal organic framework,atomic layer deposition,tin oxide,hydrogen evolution reaction,oxygen evolution reaction,
出版年 : 2023
學位: 碩士
摘要: 近年來,金屬有機骨架材料(MOFs)因其卓越的孔隙性能和極高的表面積,在水分解領域受到廣泛關注,常被用作水分解電極的材料或電極前驅物。本研究針對此課題,運用原子層沉積技術(ALD)成功沉積氧化錫層於改善三元金屬鎳鈷鐵MOF-74的水解性能。經實驗驗證,我們觀察到經ALD處理的MOFP/SnO2/NF樣品表現出優異的電化學性能,其析氧反應(OER)的過電位僅為243 mV,同時具有卓越的析氫反應(HER)活性,其過電位僅為80 mV。這優越的OER表現歸因於ALD沉積的氧化錫層的影響。X射線光電子能譜(XPS)分析結果表明,氧化錫層的引入可調節MOF中金屬的電子環境,提高金屬的價數,從而改善OER反應的效能。此外,在HER方面,ALD氧化錫層為反應提供更多的水分子吸附位置。因而提升水分解效率。為了實現ALD製程的最佳化與時間節省,我們通過調整ALD週期數量,控制了氧化錫層的厚度。研究結果表明,在進行了15個ALD循環後,僅需10分鐘的ALD處理,即可達到最佳的改善水分解反應效果。
Metal oxide-modified metal-organic frameworks (MOFs) have recently garnered attention as versatile precursors for fabrication of functional MOF derivatives for use as electrocatalysts for water electrolysis. In this study, we employed atomic layer deposition (ALD) to modify the surface of electrocatalysts based on phosphorized NiCoFe-MOF-74 and nickel foam (NF) with SnO2. The resulting MOF/SnO2/NF composite electrocatalysts exhibited exceptional performance in both oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER) of alkaline water electrolysis, with low overpotentials of 243 mV and 80 mV at 10 mA/cm2, respectively, and 318 and 162 at 100 mA/cm2, respectively. The remarkable OER performance was attributed to the SnO2 modification layer regulating the electro-chemical environment of MOF. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis provided evidence of electron transfer from MOF to the SnO2 modification. On the other hand, the enhanced HER performance was attributed to the synergistic effects of the SnO2 modification and the metal sites of the MOF, which facilitated the adsorption of water species on the catalyst's surface. By examining SnO2 modification layers deposited with various numbers of ALD cycles, we found that 15 cycles yielded the lowest overpotentials while also allowing for relatively short processing time. The findings of this work provide valuable insights for the development of high-performance MOF-based electrocatalysts.
URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/93195
DOI: 10.6342/NTU202400812
全文授權: 未授權
顯示於系所單位:材料科學與工程學系

文件中的檔案:
檔案 大小格式 
ntu-112-2.pdf
  未授權公開取用
3.84 MBAdobe PDF
顯示文件完整紀錄


系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。

社群連結
聯絡資訊
10617臺北市大安區羅斯福路四段1號
No.1 Sec.4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C. 106
Tel: (02)33662353
Email: ntuetds@ntu.edu.tw
意見箱
相關連結
館藏目錄
國內圖書館整合查詢 MetaCat
臺大學術典藏 NTU Scholars
臺大圖書館數位典藏館
本站聲明
© NTU Library All Rights Reserved