Studium stability povrchu modelových katalyzátrorů (enkapsulace deponovaných aktivních kovových částic)
| Thesis title in Czech: | Studium stability povrchu modelových katalyzátrorů (enkapsulace deponovaných aktivních kovových částic) |
|---|---|
| Thesis title in English: | Study of stability of model catalysts (encapsulation of deposited active metal particles) |
| Academic year of topic announcement: | 2011/2012 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr. |
| Author: |
| Guidelines |
| 1) Teoretická část: Seznámit se s přípravou aktivních povrchů – napařování kovových vrstev ve vakuu a jejich charakteristikou - určení složení připravené vrstvy metodou Rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a Spektroskopie rozptýlených iontů (ISS). Seznámit se s metodami studia adsorpce plynů metodou Molekulárních svazků (MB) a Termodesorpční spektroskopie (TDS).
2) Praktická část: Připravit nespojité kovové vrstvy skládající se z vybraného kovu deponovaného na oxidické podložce a charakterizovat ji metodami fyziky povrchů –XPS a ISS (množství deponovaného kovu a jeho chemický stav, složení první povrchové vrstvy). Provést adsorpce vybraného plynu (CO, O2) a sledovat metodami TDS a MB změny adsorpčních vlastností povrchu s časem a jako důsledek provedených procedur (ohřev, interakce s plyny). 3) Zpracování: Získané výsledky interpretovat a sepsat ve formě bakalářské práce. |
| References |
| 1) L. Eckertová a kol., Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992.
2) Ch. Kleint, K.-D. Brzoszka, Čs. čas. fyz. A 25 (1975) 345. 3) D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Willey and Sons, Chichester, England, 1990. 4) Tatiana Zahoranová, Studium růstu bimetalických vrstev metodou XPS, bakalářská práce, KFPP MFF UK Praha, 2007. 5) Klára Ševčíková, Adsorpce molekul plynů na bimetalických systémech, Bakalářská práce, KFPP MFF UK Praha, 2008. 6) Miroslav Kettner, Studium interakce molekul plynů s aktivními povrchy, bakalářská práce, KFPP, MFF UK Praha, 2011. |
| Preliminary scope of work |
| Adsorpce plynů na povrchu pevné látky je prvním krokem heterogenní katalýzy (reakce, kdy katalyzátor je v jiné fázi než reagující složky). V minulosti vzniklo a dosud stále vzniká mnoho teoretických i experimentálních prací, aby byl mechanizmus adsorpce vysvětlen. Získané poznatky jsou v praxi využívány při přípravě reálných katalyzátorů, které nacházejí uplatnění například v chemickém a automobilovém průmyslu.
Jako katalyzátory jsou nejčastěji používány přechodové kovy nesené na podložce tvořené oxidem jiného kovu. Reakce probíhá většinou na povrchu částic aktivního kovu. Podložka, která částice nese, může být buď inertní (neovlivňuje sama reakci – např. Al2O3) nebo aktivní (svým chováním reakci podporuje – například uvolňuje kyslík, který potom zvyšuje produktivitu katalytické oxidace plynů (např. CeO2 – široce používaný v automobilových katalyzátorech). Podložka může ovšem i reakci zpomalovat případně úplně zastavit, například tak, že materiál podložky difunduje na povrch aktivního kovu a tím zamezí přístupu reaktantů k němu. Tento efekt jsem pozorovali na speciálně připravených vrstvách Rh/TiO2 a některé experimenty naznačovaly, že by k němu mohlo docházet i na jiných podložkách, které v naší laboratoři studujeme. Proto bude v rámci bakalářské práce zkoumáno složení první vrstvy modelových katalyzátorů metodou ISS a sledována případná enkapsulace (zakrývání materiálem podložky) deponovaných kovových částic, které tvoří aktivní část katalyzátoru. Budou též měřena fotoelektronová spektra (metodou XPS) a vyhodnocován chemický stav podložky i deponovaného kovu. Práce bude souviset s výzkumem aktuálně prováděném v laboratoři, konkrétní výběr materiálů bude proto proveden až na začátku práce, aby pokud možno navázal na dosažené výsledky nebo vyzkoušel kombinaci materiálů, která bude vypadat perspektivně pro další výzkum. V literatuře doporučené k bakalářské práci jsou uvedeny i tři bakalářské práce, které v laboratoři vznikly a které mohou posloužit jako ukázka problémů, které studujeme. http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/bak-abs.php?id=157 |
| Preliminary scope of work in English |
| http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/bak-abs.php?id=157
|