Experimental control of Ce3+ concentration in ceria based model catalysts
| Thesis title in Czech: | Experimentální kontrola koncentrace iontů Ce3+ v modeloých katalyzátorech na bázi oxidu ceru |
|---|---|
| Thesis title in English: | Experimental control of Ce3+ concentration in ceria based model catalysts |
| Key words: | modelová katalýza, oxid ceru, Ce3+, inverzní modelový systém, tenké vrstvy |
| English key words: | model catalysis, ceria, Ce3+, inverse model system, ultrathin films |
| Academic year of topic announcement: | 2011/2012 |
| Thesis type: | dissertation |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP) |
| Supervisor: | doc. Mgr. Josef Mysliveček, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 26.09.2011 |
| Date of assignment: | 26.09.2011 |
| Confirmed by Study dept. on: | 29.11.2011 |
| Date and time of defence: | 22.09.2015 10:30 |
| Date of electronic submission: | 20.07.2015 |
| Date of submission of printed version: | 20.07.2015 |
| Date of proceeded defence: | 22.09.2015 |
| Opponents: | Mgr. Yaroslava Lykhach, Ph.D. |
| prof. RNDr. Bohuslav Rezek, Ph.D. | |
| Advisors: | prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc. |
| Guidelines |
| Cílem vypisované práce je vytvořit experimentální metodiku a provést studie reaktivity oxidových nanočástic ve vybraných inverzních modelových katalyzátorech se vztahem k senzorice a heterogenní katalýze. Základem práce je příprava inverzních modelových katalyzátorů – nanočástic reducibilních oxidů na povrchu kovových monokrystalů. Inverzní modelové katalyzátory budou charakterizovány experimentálnímí metodami fyziky povrchů z hlediska jejich morfologie, elektronové struktury, stechiometrie a oxidačního stavu. Zjištěné charakteristiky inverzních modelových katalyzátorů budou korelovány s výsledky měření reaktivity a selektivity těchto katalyzátorů ve vybraných chemických reakcích jednoduchých i složitějších molekul.
Práce bude probíhat v zavedené pracovní skupině, která má k dispozici široké spektrum experimentálních technik fyziky povrchů od mikroskopie s atomárním rozlišením [5] přes chemicky citlivé spektroskopie [6] až po chemické reaktory. Výzkum je prováděn v úzké spolupráci s výzkumnými skupinami v Německu, Japonsku a USA. Výzkumné pobyty v partnerských skupinách jsou součástí doktorského studia. |
| References |
| [1] G. Ertl a kol., Handbook of Heterogeneous Catalysis (WILEY-VCH, Německo, 2008).
[2] Inverse oxide/metal catalysts: A versatile approach for activity tests and mechanistic studies, J. A. Rodríguez, J. Hrbek, Surf. Sci. 604, 241, 2010. [3] Metal supported oxide nanostructures: model systems for advanced catalysis, J. Schoiswohl a kol., Topics in Catalysis 46, 137, 2007. [4] Inverse CeO2/CuO catalyst as an alternative to classical direct configurations for preferential oxidation of CO in hydrogen-rich stream, A. Hornés, a kol., J. Am. Chem. Soc. 132, 34, 2010. [5] C. Julian Chen, Introduction to Scanning Tunneling Microscopy (Oxford University Press, USA, 2007). [6] L. Eckertová a kol., Metody analýzy povrchů. Elektronová spektroskopie (Academia, ČR, 1990). |
| Preliminary scope of work |
| Aktivní složkou heterogenních katalyzátorů a chemických senzorů jsou typicky nanočástice vzácného kovu dispergované na mikrostrukturované oxidové matrici pro maximalizaci povrchu [1]. U katalyzátorů založených na bázi tzv. reducibilních oxidů (oxidy schopné vydávat a přijímat kyslík při současné změně oxidačního stavu) není oxid pouhým nosičem kovových nanočástic, ale přímo se účastní chemických reakcí [2]. Pro modelové studie reaktivity reducibilních oxidů byl navržen a realizován koncept tzv. „inverzního modelového katalyzátoru“ [3]. V inverzním uspořádání se studují vlastnosti systémů, ve kterých jsou nanočástice oxidu připraveny na vysoce uspořádaném povrchu kovu. Tím je potlačena reaktivita kovu (kov má minimální povrch) při zachování interakce kov-oxid a chování systému je určeno reaktivitou nesených oxidových nanočástic. Aktivita oxidových nanočástic v některých případech umožňuje navrhovat katalyzátory bez použití vzácných kovů [4].
http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/dis-abs.php?id=258 |
| Preliminary scope of work in English |
| http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/dis-abs.php?id=258 |