Language
  • en
  • cs
Magisterské práce

Studium modelových katalyzátorů s vysokou disperzí aktivního kovu

V heterogenní katalýze jsou velmi často využívány katalyzátory v podobě oxidických nosičů, na jejichž povrchu jsou deponovány malé klastry katalyticky aktivních kovů. Hlavním požadavkem na nosič je poskytnout co největší specifickou plochu pro zvýšení disperze katalyzátoru. Velmi jemná disperze aktivního kovu do podoby klastrů obsahujících pouze několik málo atomů maximalizuje využití vzácných kovů vystavením každého jednotlivého atomu kovu reaktantům. Aby nedocházelo k sintrování a deaktivaci takovýchto katalyzátorů za reálných reakčních podmínek, je třeba jednotlivé kovové atomy stabilizovat na specifických adsorpčních místech na povrchu substrátu. Studium reálných katalyzátorů je však z důvodu jejich strukturní, kompoziční a chemické složitosti velmi obtížné. Z tohoto důvodu využíváme modelových systémů, které jsou jednodušší a dobře definované. Navrhovaná diplomová práce naváže na naše nedávné studie interakce platiny s povrchy modelových epitaxních vrstev oxidu ceričitého provedené metodami fotoelektronových spektroskopií (PES), skenovací tunelovou mikroskopií (STM) v kombinaci s výpočty DFT, které prokázaly, že jednotlivé atomy Pt jsou na dobře definovaných površích oxidu ceru stabilizovány na okrajích monoatomárních schodů v iontové formě Pt2+ [1]. Podmínky (de)stabilizace platiny v iontové podobě a jejich katalytická aktivita nejsou však dosud zcela probádané.

V rámci diplomové práce bude studována interakce vzácného kovu (Pt, Au,…) s povrchy epitaxních vrstev oxidu ceru in-situ zejména metodami fotoelektronových spektroskopií (UPS, XPS, v operando podmínkách NAP-XPS) a difrakcí pomalých elektronů (LEED). Cílem práce bude připravit vysoce dispergovaný modelový katalyzátor a studovat jeho stabilitu v oxidačně redukčních podmínkách v oblasti tlaků od UHV po jednotky mbar.

Zásady pro vypracování

  1. Studium literatury
  2. Seznámení se s měřícími aparaturami XPS/XPD/UPS a NAP-XPS/UPS
  3. Příprava modelových vrstev oxidu ceru a jejich charakterizace metodami XPS, UPS, LEED
  4. Depozice aktivního kovu (Pt, Au,…) a studium interakce s oxidem ceru výše uvedenými metodami jak v UHV podmínkách, tak i za vyšších tlaků
  5. Zpracování dat a sepsání práce

Literatura

  1. Dvorak, F; Camellone, MF; Tovt, A; Tran, N-D; Negreiros, FR; Vorokhta, M; Skala, T; Matolinova, I; Myslivecek, J; Matolin, V; Fabris, S Nat. Commun., 7 (Feb): Art. No. 10801 (8 pages), 2016.
  2. Trovarelli A., Catalysis by Ceria and Related Materials, Imperial College Press, London (2002), ISBN: 1-86094-299-7.
  3. Bond G.C.; Louis C.; Thompson D.T., Catalysis by Gold, Imperial College Press, London (2006), ISBN: 1-86094-658-5.
  4. Odborná literatura dle doporučení vedoucí práce

Pokud máte zájem o tuto práci, obraťte se na nás.

Vedoucí

prof. Mgr. Iva Matolínová, Dr.

Profesorka, vedoucí skupiny
imatol@mbox.troja.mff.cuni.cz
22191-2241
22191-2252
95155-2241
95155-2252
Detail osoby
Konzultant

Mgr. Mykhailo Vorokhta, Ph.D.

Vědecký pracovník
vorohtam@gmail.com
22191-2321
22191-2671
95155-2321
95155-2671
Detail osoby

Studium, přednášky, zajímavosti a informace z oblasti nanomateriálů a vodíkových technologií.