沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)衍生碳材料應用於電容去離子(CDI)技術
學年 113
學期 1
發表日期 2024-11-15
作品名稱 沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)衍生碳材料應用於電容去離子(CDI)技術
作品名稱（其他語言）
著者 杜瑛涵;彭晴玉
作品所屬單位
出版者
會議名稱 中華民國環境工程學會2024廢水處理技術研討會
會議地點 台中市，台灣
摘要 電容去離子技術(Capacitive Deionization, CDI)，其原理為施加低電壓(一般低於2.0 V)於成對電極之間，離子於電場驅動下，移動至帶相反電荷的電極上並被儲存在電極材料的電雙層(Electrical Double Layer, EDL)中，達到去除離子的目的。金屬有機框架(Metal Organic Framework, MOF)是一種具有良好離子吸附性能的奈米多孔材料，由金屬離子和有機配位基組成，其家族之一的沸石咪唑酯骨架(Zeolitic imidazolate framework, ZIF)中的ZIF-8材料，具有MOF的結構，且擁有特殊的熱與化學穩定性，ZIF-8易於調控晶格孔隙大小及性能，可廣泛應用於不同領域。 本研究利用ZIF-8材料，經高溫碳化及活化後，將ZIF-8衍生碳材料應用於CDI系統，研究中探討碳化溫度(800oC與 900oC)對ZIF-8衍生碳材料之結構改變與電吸附效能評估，並將CDI系統中表現較好之碳化溫度衍生碳材料，進一步於900oC活化，藉以提升孔洞分佈，再將其應用於CDI系統。 以(X-ray diffraction analysis, XRD)分析ZIF-8材料的晶格結構，原始的ZIF-8具有晶格面(011)、(002)、(112)、(022)、(013)、(222)、(114)、(233)、(134)、(044)等特徵峰，表示為高結晶度純相ZIF-8，經過高溫 800oC或900oC碳化後，原始ZIF-8材料的特徵峰消失，顯示ZIF-8材料轉變為非結晶狀態的衍生碳材料。 以循環伏安法(Cyclic Voltammetry, CV)觀察到ZIF-8碳化後，比電容值顯著提升，由4.73 F/g提高到85.12 F/g (900oC碳化)，表示碳化後衍生碳材料擁有優異比電容量，有利於應用於CDI 系統之電吸脫附。ZIF-8_24hr_800c於 CDI 系統有較佳的電吸脫附表現，平均電吸附容量為5.54 mg NaCl /g，由此可知ZIF-8_24hr_800c為具潛力之碳材料。目前正致力於將ZIF-8_24hr_800c碳化前加入單寧酸，先刻蝕再以活化劑KOH於900oC活化，預期可優化ZIF-8碳化後材料之孔洞分佈，提升應用於CDI 系統之效能。
關鍵字 沸石咪唑酯骨架;ZIF-8;電容去離子;金屬有機框架
語言 zh_TW
收錄於
會議性質 國內
校內研討會地點 無
研討會時間 20241115~20241117
通訊作者
國別 TWN
公開徵稿
出版型式
出處
相關連結

機構典藏連結 ( http://tkuir.lib.tku.edu.tw:8080/dspace/handle/987654321/127148 )