Studium interakce jednoduchých organických molekul s povrchem oxidu ceru

Oxid ceru je dobře známý a široce používaný materiál díky své schopnosti snadno ukládat a následně uvolňovat kyslík [1]. Tato vlastnost ho předurčuje k využití v různých katalytických aplikacích (oxidace CO, water-gas-shift, reformace uhlovodíků …), kde slouží jako aktivní substrát pro katalyticky aktivní kovy jako jsou platina, rhodium a nikl [2, 3]. Jednou z hlavních otázek při využívání oxidu ceru je jeho degradace pod vlivem katalyzovaných chemických reakcí, které častokrát probíhají za zvýšené teploty a tlaku. Kromě teploty a tlaku je katalyzátor ovlivňován také i různými kontaminanty, které se v reálných katalytických systémech běžně vyskytují.

Náplní této bakalářské práce bude příprava dobře definovaných tenkých epitaxních vrstev oxidu ceru (případně CeO2+Pt) na povrchu monokrystalu Cu(111) nebo Ru(0001) a jejich charakterizace před a po expozici jednoduchými organickými molekulami, jakými jsou například methanol, ethanol nebo methan. Povrch oxidu ceru bude charakterizován před expozicí, po expozici a po případném ohřevu povrchu v ultra-vysokém vakuu nebo za přítomnosti kyslíku.

Příprava, expozice a ohřev vrstev budou kontrolovány pomocí dostupných in-situ experimentálních metod: LEED (nízkoenergetická elektronová difrakce), XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie), STM (skenovací tunelová mikroskopie) a AFM. (mikroskopie atomárních sil). Cílem práce bude studium změn vrstev CeO2 pod vlivem interakce s molekulami zvoleného jednoduchého uhlovodíku.

Literatura:

[1] A. Trovarelli (Ed.), Catalysis by Ceria and Related Materials, Imperial College Press, London (2002)
[2] S. Park, J.M. Vohs, R.J. Gorte, Nature, 404 (2000), p. 265
[3] Q. Fu, H. Saltsburg, M. Flytzani-Stephanopoulos, Science, 301 (2003), p. 935