學位論文

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    以理論計算探討以金屬為基材的單原子催化劑上進行二氧化碳電化學還原成乙醇的反應機制
    (2020) 鄭博修; Bo-Siou Zheng
    使用過渡金屬可以改善二氧化碳還原反應的效率，及能將二氧化碳轉換成更有價值的產物，因為唯獨銅元素具有產生多碳產物的優點，所以被廣泛運用在二氧化碳還原反應上，2011年，Zheng教授的團隊成功合成出單金屬原子催化劑(Pt1/FeOx)，並在一氧化碳的氧化反應中展現不錯的催化效果，最近，有實驗團隊使用此合成策略於二氧化碳還原反應中，發現在”以部分氧化的鈀金屬為基材的單顆銅金屬原子催化劑”上對於乙醇有高度的選擇性，所以我們將透過模擬該系統在進行二氧化碳還原的反應產生乙醇的反應路徑。 鈀金屬在二氧化碳還原的反應上對於探討產生CO具有選擇性，因此二氧化碳會先經過鈀基材還原成一氧化碳，隨後轉移至銅原子周圍進行 “氫化”及“碳-碳耦合”的動作。而最終的實驗結果顯示，在（100）系統中碳碳耦合的速率決定步驟是， COH與CHO在Pd與Cu的交界處進行耦合；而（111）系統中碳碳耦合的速率決定步驟是，CO及CHO直接在銅原子上方進行耦合的步驟。
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    硫化亞銅修飾二硫化錫形成奈米異質結構來提升光催化二氧化碳還原效率之研究
    (2018) 簡理軒; Chien, Li-Hsuan
    本研究利用人造光合成作用系統將二氧化碳還原轉換成碳氫化合物，作為未來新興的替代性能源，以期改善愈趨被重視的環境及能源議題，本研究以溶劑熱法合成二硫化錫與硫化亞銅，由於兩種材料的能隙大小與位置能讓二氧化碳還原反應發生，並以異質接面方式混合兩種半導體材料，有效的將激發後所產生的電子與電洞分離，並降低電子電洞輻射復合的現象，使其有較多的激子能夠飄移至材料表面進行二氧化碳還原反應；在本研究中，首先就材料的晶體結構、成份比例及元素、光學性質等特性分析，再利用氣相層析，發現二硫化錫與硫化亞銅分別能產出乙醛及甲醇，兩者材料在二氧化碳還原上具有不同之特性，經由混合兩材料形成異質結構，發現能產出乙醛與大量的乙醇，並有效地提高光化學量子轉換效率，可達到約0.048%，且乙醇是能作為燃料的碳氫化合物，最後藉由改變兩種材料的混合比例來優化反應效率，在不同比例下，本研究發現以0.5:1的比例混合硫化亞銅與二硫化錫，相較於其他比例，光化學量子轉換效率能提高至0.072%，從此研究，能證明利用p-n異質接面結構方法，能有效提高光觸媒在二氧化碳還原反應上的效率。