|
|
Reactivity of transition metals - influence of the degree of oxidation of active substrate
Kettner, Miroslav ; Nehasil, Václav (vedoucí práce) ; Jiříček, Petr (oponent) ; Lykhach, Yaroslava (oponent)
V práci jsou použity experimentální metody povrchové analýzy ke studiu vlivu fluoru na vlastnosti oxidu ceru. Vrstvy oxidu ceru a fluorem dopovaného oxidu ceru jsou připraveny epitaxním růstem na monokrystalech rhodia. Jejich vlastnosti jsou porovnávány v konfiguraci inverzního katalyzátoru a v neinvertované konfiguraci. Navíc byla popsána metoda umožňující epitaxní růst oxidu ceru (110) na Rh(110). Změny tvaru spektra Ce 3d vlivem přítomnosti fluoru ve vrstvě jsou v práci detailně popsány, vysvětleny a je navržen postup pro dekonvoluci změřených spekter. Speciální pozornost je věnována stabilitě fluoru ve vrstvě oxidu ceru. Data ukazují, že obsah fluoru je stabilní při tlaku řádově 100 Pa až do 200řC. Fluor ale způsobuje redukci oxidu ceru, zvětšení mřížové konstanty a tudíž i morfologické změny při růstu oxidu ceru. U čtyř typů vzorků byly popsány rozdíly v kyslíkové kapacitě vrstvy a ve schopnosti oxidovat vodík. Zároveň je v práci popsáno dvojí působení kyslíku. Část fluoru je vlivem kyslíkové expozice vypuzena směrem od povrchu, zatímco zbylá část je vypuzena do adsorpčních pozic na povrchu. Fluor v těchto pozicích má změněnou energetickou strukturu a je náchylný k reakci s atomárním vodíkem. Tato reakce je pravděpodobně zodpovědná za mizení fluoru z vrstvy oxidu ceru.
|
|
|
Controllable synthesis, treatment and characterization of anodes for Direct Formic Acid Fuell Cell
Bieloshapka, Igor ; Jiříček, Petr (vedoucí práce) ; Khalakhan, Ivan (oponent) ; Plšek, Jan (oponent)
Název práce: Kontrolovaná syntéza, úprava a charakterizace anod pro palivový článek na kyselině mravenčí Autor: Mgr. Igor Bieloshapka Katedra / Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze Vedoucí doktorské práce: Ing. Petr Jiříček, CSc., Fyzikální ústav Akademie věd České republiky, sekce fyziky pevných látek, oddělení optických materiálů Abstrakt: V této disertační práci na anody pro palivový článek s kyselinou mravenčí (DFAFCs) byly naneseny katalyzátory pomoci magnetronového naprašování. Jako slibné nosiče byly studovány polyanilin, uhlíkova tkanina, oxidu grafenu (GO) a redukovaný oxid grafenu (RGO). Rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) a transmisní elektronová mikroskopie (TEM) byly použity pro výzkum rozdílů struktury různým způsobem připravených katalyzátorů a jejich nosiču . Zastoupení prvků a jejich chemické stavy na površích anod byly analyzovány metodou fotoelektronové spektroskopie (XPS). Připravené vzorky anod byly zkoumány s pomocí zkonstruované testovací stanice pro palivové články s kyselinou mravenčí. Pro dodatečne měření charakteristyk anod byl aplikován potenciostat. Chemické a termické metody byly použity pro aktivaci katalyzátoru. Zlepšená katalytická aktivita byla pozorována při použití každé z výše uvedených metod z důvodu...
|
|
|
Controllable synthesis, treatment and characterization of anodes for Direct Formic Acid Fuell Cell
Bieloshapka, Igor ; Jiříček, Petr (vedoucí práce) ; Khalakhan, Ivan (oponent) ; Čechal, Jan (oponent)
Název práce: Kontrolovaná syntéza, úprava a charakterizace anod pro palivový článek na kyselině mravenčí Autor: Mgr. Igor Bieloshapka Katedra / Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy v Praze Vedoucí doktorské práce: Ing. Petr Jiříček, CSc., Fyzikální ústav Akademie věd České republiky, sekce fyziky pevných látek, oddělení optických materiálů Abstrakt: V této disertační práci byly anody pro palivový článek s kyselinou mravenčí (DFAFCs) poprvé připraveny pomocí DC magnetronového naprašování. Anodová část se skládá z nosiče a katalyzátoru. Jako nosič byla použita uhlíkatá tkanina a polyanilin. Katalyzátory na bázi palladia a dvojkovu palladium-měď byly naneseny na povrch nosiče. Rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) a mikroskopie atomárních sil (AFM) byly použity pro sledování morfologie povrchu anod. Složení a chemický stav prvků anodové části byly studovány pomocí fotoelektronové spektroskopie (XPS). Transmisní elektronová mikroskopie (TEM) spolu s metodou XPS byly použity pro charakterizaci oxidu grafenu (GO) a redukovaného oxidu grafenu (RGO) jako slibných nosičů pro polymerní membránu palivového článku. Pro potlačení vlivu substechiometrické fáze PdCx a jiných nečistot na povrchu katalyzátoru byly studovány a porovnány různé způsoby ohřevu a nové...
|
|
|
Reactivity of transition metals - influence of the degree of oxidation of active substrate
Kettner, Miroslav ; Nehasil, Václav (vedoucí práce) ; Jiříček, Petr (oponent) ; Lykhach, Yaroslava (oponent)
V práci jsou použity experimentální metody povrchové analýzy ke studiu vlivu fluoru na vlastnosti oxidu ceru. Vrstvy oxidu ceru a fluorem dopovaného oxidu ceru jsou připraveny epitaxním růstem na monokrystalech rhodia. Jejich vlastnosti jsou porovnávány v konfiguraci inverzního katalyzátoru a v neinvertované konfiguraci. Navíc byla popsána metoda umožňující epitaxní růst oxidu ceru (110) na Rh(110). Změny tvaru spektra Ce 3d vlivem přítomnosti fluoru ve vrstvě jsou v práci detailně popsány, vysvětleny a je navržen postup pro dekonvoluci změřených spekter. Speciální pozornost je věnována stabilitě fluoru ve vrstvě oxidu ceru. Data ukazují, že obsah fluoru je stabilní při tlaku řádově 100 Pa až do 200řC. Fluor ale způsobuje redukci oxidu ceru, zvětšení mřížové konstanty a tudíž i morfologické změny při růstu oxidu ceru. U čtyř typů vzorků byly popsány rozdíly v kyslíkové kapacitě vrstvy a ve schopnosti oxidovat vodík. Zároveň je v práci popsáno dvojí působení kyslíku. Část fluoru je vlivem kyslíkové expozice vypuzena směrem od povrchu, zatímco zbylá část je vypuzena do adsorpčních pozic na povrchu. Fluor v těchto pozicích má změněnou energetickou strukturu a je náchylný k reakci s atomárním vodíkem. Tato reakce je pravděpodobně zodpovědná za mizení fluoru z vrstvy oxidu ceru.
|
|
|
Preparation and Characterization of Porous Cerium Oxide/Carbon Bilayers on Silion Substrates
Dubau, Martin ; Matolínová, Iva (vedoucí práce) ; Jiříček, Petr (oponent) ; Píš, Igor (oponent)
Předložená doktorská práce pojednává o porézních dvojvrstvách ceroxid/uhlík na křemíku. V této souvislosti jsou zkoumány amorfní uhlíkové vrstvy (a-C) a dusíkem modifikované amorfní uhlíkové vrstvy (CNx). Je studován vliv různých parametrů při přípravě ceroxidových vrstev na morfologii finálních dvojvrstev ceroxid/uhlík. Byla nalezena korelace mezi morfologií dvojvrstvy a stechiometrií ceroxidové vrstvy prostřednictvím XPS. Dále je prezentována studie ohledně chemického složení uhlíkových vrstev pomocí různých spektroskopických metod. Bylo zjištěno, že chemické složení připravených uhlíkových vrstev silně zavisí na parametrech přípravy a ovlivnuje jejích chování při leptání v kyslíkovém plazmatu respektive při depozici ceroxidu.
|
|
|
Study of dependence of the metal-oxide electron structure on the reactivity of these systems
Ševčíková, Klára ; Nehasil, Václav (vedoucí práce) ; Jiříček, Petr (oponent) ; Plšek, Jan (oponent)
Předkládaná práce je zaměřena na studium interakce rhodia a oxidu ceru a její vliv na jejich reaktivitu. Dva druhy systémů, Rh/CeOx a Rh-CeOx, byly charakterizovány pomocí metod fotoelektronové spektroskopie a teplotně programovaných reakcí. Rh/CeOx značí systém složený z rhodiových nanočástic nesených tenkou vrstvou oxidu ceru. V této práci ukazujeme, že dochází k elektronické interakci a přenosu náboje mezi rhodiem a oxidem ceru. Tato interakce závisí na míře redukce oxidu ceru, a přitom značně ovlivňuje reaktivitu celého systému. Rh-CeOx označuje tenké vrstvy oxidu ceru dopované rhodiem. V rámci této práce byly charakterizovány vlastnosti vrstev s různými koncentracemi rhodia. Ukazujeme, že struktura, složení a reaktivita těchto systémů je značně závislá na koncentraci rhodia ve vrstvě oxidu ceru. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Elektronické a adsorpční vlastnosti modelových katalyzátorů s obsahem céru
Cabala, Miloš ; Veltruská, Kateřina (vedoucí práce) ; Jiříček, Petr (oponent) ; Polčík, Martin (oponent)
Název práce: Elektronické a adsorpční vlastnosti modelových katalyzátorů s obsahem céru Autor: Miloš Cabala Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí práce: RNDr. Kateřina Veltruská, CSc., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Disertační práce je věnována studiu modelových katalyzátorů na bázi céru a céroxidu. Postupně se zabývá modelovými systémy CeAg, CeO2/Cu(111), Ni- CeO2/Cu(111) a Ni-Sn-CeO2/Cu(111). Ke studiu interakcí v těchto systémech byly použity metody fotoelektronové spektroskopie a další doplňkové metody rozptylu iontů a difrakce elektronů s nízkou energií. Modelové systémy byly připravovány za přísně definovaných podmínek. Vrstvy CeAg vykazují silnou bimetalickou interakci. V průběhu adsorbčního experimentu byla na CeAg prokázána molekulární adsorpce oxidu uhelnatého, a taktéž se ukazuje, že tyto vrstvy intenzívně reagují s kyslíkem. Z měření v jednotlivých směrech povrchové Brillouinovy zóny se nám podařilo zrekonstruovat pásovou strukturu připravené vrstvy CeO2/Cu(111). Ukázali jsme, že v námi připravené vrstvě Cu slabě interaguje s CeO2. Tato interakce má za následek přesun povrchového náboje z Cu do CeO2. Celkově jsme ve valenčním spektru určili tři hlavní pásy odpovídající hladině 2p kyslíku vázaného v CeO2. Na modelovém systému Ni-CeO2/Cu(111) byla po depozici Ni...
|
|
|
Characterization of highly porous Pd-modified SnO2 sputtered thin films for H2 detection
Chundak, Mykhailo ; Veltruská, Kateřina (vedoucí práce) ; Jiříček, Petr (oponent) ; Šmíd, Břetislav (oponent)
Název práce: Charakterizace vysoce porézních Pd-modifikovaných SnO2 naprášovaných tenkých vrstev pro detekci H2 Autor: Mgr. Mykhailo Chundak Katedra / Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: RNDr. Kateřina Veltruská, CSc., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Doktorská práce je věnována studiu tenkých vrstev oxidu cínu, čistých i dopovaných paladiem, připravených magnetronovým naprašováním s využitím depozice pod úhlem (GLAD). Byl zkoumán vliv depozičních parametrů na změnu morfologie, krystalické struktury a chemického stavu. Vzorky byly charakterizovány různými metodami: rentgenovskou difrakcí (XRD), rentgenovskou fotoelektronovou spektroskopií (XPS), fotoelektronovou spektroskopií s využitím synchrotronního záření (SRPES), řádkovací elektronovou mikroskopií (SEM) a transmisní elektronovou mikroskopií s vysokým rozlišením (HRTEM). Připravené vrstvy vykazovaly vysokou porozitu, kterou je možné řídit depozičními parametry (úhel depozice, tlak plynu a výkon magnetronového výboje). Vysoce porézní vrstvy SnO2 GLAD a Pd-dopované SnO2 GLAD byly deponovány na substrát při pokojové teplotě a při 300 řC. Tyto vrstvy vykazovaly polykrystalickou strukturu s příměsí amorfní části, jejíž podíl byl dán podmínkami přípravy. Pomocí HRTEM byla určena velikost krystalků, pohybovala se od 5...
|
|
|
Investigation of magnetron sputtered Pt-CeO2 thin film catalyst for fuel cell applications
Vorokhta, Mykhailo ; Matolín, Vladimír (vedoucí práce) ; Lykhach, Yaroslava (oponent) ; Jiříček, Petr (oponent)
Název práce: Studium katalyzátorů Pt-CeO2 připravených magnetonovým naprašováním. Autor: Mgr. Mykhailo Vorokhta Katedra / Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc. matolin@mbox.troja.mff.cuni.cz Abstrakt: Doktorská práce se zabývá studiem Pt dopovaných tenkých vrstev CeO2 připravených magnetronovým naprašováním, u kterých bylo zjištěno, že představují velice aktivní katalyzátor pro palivové články s proton-vodivou membránou (PEMFC). Tenké vrstvy Pt- CeO2 byly naprašovány na různé substráty (křemíkové a uhlíkové substráty, uhlíkové nanotrubky) a byly zkoumány převážně pomocí fotoelektronové spektroskopie buzené tvrdým rentgenovým zářením (HAXPES). Výsledky získané metodou HAXPES ukázaly, že příprava katalytických vrstev oxidu ceru dopovaných Pt na různých uhlíkových substrátech a nanotrubkách metodou magnetronového naprašování vede k růstu vysoce porézních vrstev Pt- Ce-O s platinou v iontovém stavu Pt2+ , Pt4+ . Získané výsledky také ukázaly, že mechanismus růstu vrstvy Pt-CeO2 je silně ovlivněn interakcí atomů Ce se substrátem a jejich oxidací v kyslíkovém plazmatu. Vznik Ptn+ stavů společně s porézním charakterem katalytických vrstev slouží k vysvětlení vysoké aktivity katalyzátorů na bázi Pt-CeO2 pro palivové články PEMFCs. Klíčová slova:...
|
|
|
Studium nových katalytických materiálů pro palivové články s polymerní membránou
Homola, Petr ; Matolín, Vladimír (vedoucí práce) ; Jiříček, Petr (oponent)
Název práce: Studium nových katalytických materiálů pro palivové články s po- lymerní membránou Autor: Petr Homola Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí diplomové práce: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc. Abstrakt: Předložená diplomová práce se zabývá studiem tenkých vrstev na bázi platiny a oxidů ceru za účelem jejich použití v palivových článcích s polymer- ní membránou (PEMFC). Metodou magnetronového naprašování byla připrave- na sada vzorků s odlišným množstvím platiny. Vzorky byly zkoumány metodou rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a výsledky byly konfrontovány s parametry naprašování. Bylo zjištěno, že chemický stav platiny je závislý na jejím množství v tenkých vrstvách. Čím méně platiny bylo v tenké vrstvě obsaženo, tím méně byl zastoupen stav Pt0 a zastoupení stavů Pt2+ a Pt4+ rostlo. Dále byla pomocí XPS zkoumána teplotní stabilita připravených vrstev v intervalu teplot od pokojové do 250 ◦ C. Metodou infračervené absorpční spektroskopie (IRAS) byla měřena adsorpce oxidu uhelnatého. Byla pozorována rostoucí míra adsorpce na vzorku pravděpodobně související s redukcí platiny za rostoucí teploty. Měření dalších vzorků byla znehodnocena silnou kontaminací karbonyly niklu. Klíčová slova: PEMFC, oxid ceru, magnetronové naprašování, XPS, adsorpce CO
|
host ::
RSS.