|
|
Role of surface defects in ceria-based catalysis
Tovt, Andrii ; Mysliveček, Josef (vedoucí práce)
Název: Role povrchových defektů v katalýze na oxidech ceru Autor: Andrii Tovt Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: doc. Mgr. Josef Mysliveček Ph.D., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstract: Práce se zaměřuje na analýzu základních fyzikálně-chemických vlastností modelových katalyzátorů Pt/CeOx, atomárně dispergovaných Pt1 /CeOx a inverzních modelových katalyzátorů CeOx/Cu(111). Byla vyvinuta metoda přípravy stabilizovaných atomově dispergovaných iontů Pt2+ na povrchu oxidu ceru a adsorpční místa pro ionty Pt byla studována s využitím pokročilých technik fyziky povrchů podporovaných teoretickými metodami. Byl identifikovan mechanismus stabilizace Pt2+ na schodech oxidu ceru a byla určena jejích kapacita pro Pt2+ ionty. Také byl vyvinut způsob přípravy velmi dobře uspořádaných ultratenkých vrstev oxidu ceru s různou stechiometrií a uspořádání povrchových kyslíkových vakancí a byla zkoumána interakce CeOx/Cu(111). Klíčová slova: heterogenní katalýza, modelové systémy, katalýza jednotlivých atomů, ionty platiny, oxid ceru.
|
|
|
Modelling of heterogeneous catalytic reactions in chemical reactors
Orava, Vít ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá modelováním heterogenních katalytických reaktorů a je rozdělena do dvou částí. První část se zaobírá průmyslovým prototypem fluidního lože sloužícího jako generátor plynného vodíku na bázi endotermního rozkladu kyseliny mravenčí. Po počátečním určení fyzikálních a chemických vlastností reaktoru je odvozen systém devíti komponent, který je následně redukován na problém třífázového proudění. Po- hyb pevných částic a bublin pohybujících se kapalinou je modelován pomocí Basset- Boussinesq-Ossen rovnice. Následným průměrováním pohybových rovnic odvodíme konečný systém ve tvaru třífázového Euler-Euler modelu. Na závěr první části práce se zabýváme numerickou simulací, porovnáním jejich výsledků s experimentem a CFD analýzou. Druhá část práce pojednává o transportních procesech mezi katalytickými plochami a objemovou fází. Vhodnou volbou termodynamických potenciálů a identifikací ob- jemové a povrchové produkce entropie obdržíme konstitutivní vztahy, které svou konstrukcí již automaticky splňují druhý zákon termodynamiky. Odvozený model je vhodný pro analýzu zahrnující adsorpční modely Langmuirova typu i jiné sorpční modely. Klíčová slova: Heterogenní...
|
|
|
Role of surface defects in ceria-based catalysis
Tovt, Andrii ; Mysliveček, Josef (vedoucí práce)
Název: Role povrchových defektů v katalýze na oxidech ceru Autor: Andrii Tovt Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: doc. Mgr. Josef Mysliveček Ph.D., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstract: Práce se zaměřuje na analýzu základních fyzikálně-chemických vlastností modelových katalyzátorů Pt/CeOx, atomárně dispergovaných Pt1 /CeOx a inverzních modelových katalyzátorů CeOx/Cu(111). Byla vyvinuta metoda přípravy stabilizovaných atomově dispergovaných iontů Pt2+ na povrchu oxidu ceru a adsorpční místa pro ionty Pt byla studována s využitím pokročilých technik fyziky povrchů podporovaných teoretickými metodami. Byl identifikovan mechanismus stabilizace Pt2+ na schodech oxidu ceru a byla určena jejích kapacita pro Pt2+ ionty. Také byl vyvinut způsob přípravy velmi dobře uspořádaných ultratenkých vrstev oxidu ceru s různou stechiometrií a uspořádání povrchových kyslíkových vakancí a byla zkoumána interakce CeOx/Cu(111). Klíčová slova: heterogenní katalýza, modelové systémy, katalýza jednotlivých atomů, ionty platiny, oxid ceru.
|
|
|
Modelling of heterogeneous catalytic reactions in chemical reactors
Orava, Vít ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce) ; Pavelka, Michal (oponent) ; Růžička, Marek (oponent)
Tato práce se zabývá modelováním heterogenních katalytických reaktorů a je rozdělena do dvou částí. První část se zaobírá průmyslovým prototypem fluidního lože sloužícího jako generátor plynného vodíku na bázi endotermního rozkladu kyseliny mravenčí. Po počátečním určení fyzikálních a chemických vlastností reaktoru je odvozen systém devíti komponent, který je následně redukován na problém třífázového proudění. Po- hyb pevných částic a bublin pohybujících se kapalinou je modelován pomocí Basset- Boussinesq-Ossen rovnice. Následným průměrováním pohybových rovnic odvodíme konečný systém ve tvaru třífázového Euler-Euler modelu. Na závěr první části práce se zabýváme numerickou simulací, porovnáním jejich výsledků s experimentem a CFD analýzou. Druhá část práce pojednává o transportních procesech mezi katalytickými plochami a objemovou fází. Vhodnou volbou termodynamických potenciálů a identifikací ob- jemové a povrchové produkce entropie obdržíme konstitutivní vztahy, které svou konstrukcí již automaticky splňují druhý zákon termodynamiky. Odvozený model je vhodný pro analýzu zahrnující adsorpční modely Langmuirova typu i jiné sorpční modely. Klíčová slova: Heterogenní...
|
|
|
Role of surface defects in ceria-based catalysis
Tovt, Andrii ; Mysliveček, Josef (vedoucí práce) ; Čechal, Jan (oponent) ; Švec, Martin (oponent)
Název: Role povrchových defektů v katalýze na oxidech ceru Autor: Andrii Tovt Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: doc. Mgr. Josef Mysliveček Ph.D., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstract: Práce se zaměřuje na analýzu základních fyzikálně-chemických vlastností modelových katalyzátorů Pt/CeOx, atomárně dispergovaných Pt1 /CeOx a inverzních modelových katalyzátorů CeOx/Cu(111). Byla vyvinuta metoda přípravy stabilizovaných atomově dispergovaných iontů Pt2+ na povrchu oxidu ceru a adsorpční místa pro ionty Pt byla studována s využitím pokročilých technik fyziky povrchů podporovaných teoretickými metodami. Byl identifikovan mechanismus stabilizace Pt2+ na schodech oxidu ceru a byla určena jejích kapacita pro Pt2+ ionty. Také byl vyvinut způsob přípravy velmi dobře uspořádaných ultratenkých vrstev oxidu ceru s různou stechiometrií a uspořádání povrchových kyslíkových vakancí a byla zkoumána interakce CeOx/Cu(111). Klíčová slova: heterogenní katalýza, modelové systémy, katalýza jednotlivých atomů, ionty platiny, oxid ceru.
|
|
|
Electronic and structural properties of model catalysts based on cerium oxide
Duchoň, Tomáš ; Veltruská, Kateřina (vedoucí práce) ; Bartoš, Igor (oponent) ; Kullgren, Jolla (oponent)
Katalyzátory na bázi oxidu ceru jsou všudypřítomné v industriálních chemických pro- cesech. V této práci jsou studovány jejich základní vlastnosti skrze modelový přístup s cílem podpořit racionální vývoj v heterogenní katalýze. Práce se zaměřuje na porozumění chování kyslíkových vakancí v rámci atomární koordinace a poruch elektronové struktury. S využitím moderních experimentálních technik je vyvinuta škálovatelná soustava mode- lových systémů, která umožňuje kontrolu koncentrace kyslíkových vakancí a jejich lokální koordinace. Vysoká přesnost tohoto inovativního přístupu umožnila pozorování nových fázi nestoichiometrického oxidu ceru a vedla k první studii elektronové struktury oxidu ceru v průběhu izostrukturního přechodu od CeO2 k Ce2O3. Získané výsledky představují pokrok v porozumění základním vlastnostem oxidu ceru ve vztahu k jeho využití v heterogenní katalýze a otevírají nové cesty k funkcionalizaci materiálů na bázi oxidu ceru. Metodologie vyvinutá v rámci této práce je navíc snadno přenositelná na další důležité reducibilní oxidy. 1
|
|
|
Interaction of simple molecules with reducible oxides: model studies of H2O/CeOx and CO/CuOx
Dvořák, Filip ; Mysliveček, Josef (vedoucí práce) ; Jirka, Ivan (oponent) ; Švec, Martin (oponent)
Práce se zaměřuje na studium základních katalytických vlastností dvou modelových katalyzátorů: CeOx/Cu(111) a CuOx/Cu(111), pomocí pokročilých metod fyziky povrchů. Výzkum provedený na CeOx se věnuje studiu souvislostí mezi povrchovou strukturou a reaktivitou CeOx. Zavádíme metodu přípravy vedoucí k růstu epitaxních tenkých vrstev CeOx(111) s kontrolovatelnými morfologickými parametry: hustota atomárních schodů a uspořádání povrchových kyslíkových vakancí. Při studiu interakce vody s povrchem CeOx(111) s přesně definovanou strukturou identifikujeme roli schodů a kyslíkových vakancí. Výzkum provedený na CuOx se zaměřuje na vysoce rozlišenou mikroskopickou charakterizaci procesu redukce Cu2O v téměř atmosférickém tlaku CO. Díky přímému zobrazení povrchu v průběhu reakce identifikujeme aktivní počáteční centra redukce, přechodné strukturní fáze oxidu mědi a kinetiku redukce Cu2O(111).
|
|
|
Modeling, Analysis and Computation of heterogeneous catalysis in microchannels
Orava, Vít ; Málek, Josef (vedoucí práce) ; Bárta, Tomáš (oponent)
Tato prace se zabývá nelineárním systémem parciálních diferenciální rovnic, konkrétně kombinací tzv. reakce-difuze, resp. konvekce difuze. Tato situace odpovidá popisu heterogenní catalýzy, kdy zkoumame je proudění objemových částic buzené sta- cionarním rychlostním polem. Absorptční mechanismy na stenach jsou popsané pomocí Langmir-Hinschelwoodovy absoprční kinetiky a jednosměrné povrchové reakce odpoví- dají zákonu zachování objemu všech částic. Tyto fyzikální jevy se přirozeně vyskytují u mnoha aplikací heterogenní katalýzy. V první části práce se zaměřujeme na analýzu sys- tému. Dokážeme existenci a jednoznačnost tzv. "mild" řěšení využitím teorie nelineárních semigrup. Ve druhé části práce presentujeme numerické metody, které jsme použili pro výpočet numerického řešení, a které splňují všechna analytická a fyzikalní kritéria, tudíž jsou vhodným nastrojem k výpočtu modelu popisujících heterogenní katalýzu v reálném prumyslovém využití. Klíčová slova: heterogenní katalýza, sparovaný reakce-difuze a konvekce-difuze system, teorie nelineárních semigrup, bio-diesel mikroreaktor 1
|
|
|
"Ab initio" study of Cu-Ce-O interface
Szabová, Lucie ; Matolín, Vladimír (vedoucí práce) ; Chvoj, Zdeněk (oponent)
"Ab initio" studium rozhraní Cu-Ce-O Abstrakt: Předložená práce zkoumá prostřednictvím metody DFT+U strukturální a elektronické vlastnosti modelového systému Cu/CeO2, důležitého pro heterogenní katalýzu. Zejména je zkoumána interakce mezi měděnými nanočásticemi na površích CeO2. Systémy jsou modelované pomocí rozhraní Cu(111)/CeO2(111) a adsorpce měděného atomu na povrchu CeO2. V práci je ukázáno, že v přítomnosti mědi ať už v podobě adatomu, tenké vrstvy nebo tlusté vrstvy dochází v důsledku přenosu náboje z kovu do oxidu k redukci cerových iontů. Redukce oxidů ceru hraje při katalýze významnou roli, proto z předpovědi redukce očekáváme, že Cu/CeO2 systémy budou mít důležité aplikace v katalytických technologiích.
|
|
|
Studium perovskitových oxidových katalyzátorů pro parciální oxidace metanu
Cihlář, Jaroslav ; Hanykýř, Vladimír (oponent) ; Čapek,, Libor (oponent) ; Čičmanec,, Pavel (vedoucí práce)
Studium bylo provedeno na perovskitových systémech obecného vzorce A1-xA‘xB1-yB‘yO3± (A=La, Sm, A´=Ca, B´=Al, B=Co,Fe,Mn a Cr) . Zkoumané perovskitové oxidy byly syntetizovány polymeračními metodami a charakterizovány rentgenovou strukturní analýzou, BET, SEM a EDX. TPD spektra a katalytické testy byly provedeny ve vysokoteplotním reaktoru s pístovým tokem a analyza produktů provedena hmotnostním spektrometrem. Bylo zjištěno, že oxidace metanu při poměrech O2/CH40,5 silně závisí na teplotě. Při teplotách mezi 300-700oC dochází k úplné oxidaci metanu na oxid uhličitý a vodu, zatímco při teplotách nad 700oC probíhá parciální oxidace metanu (POM) na vodík a oxid uhelnatý (syngas). To je vysvětlováno rovnováhou O2 mezi plynnou fází a pevným perovskitem. Bylo použito osm perovskitových systémů, na kterých probíhají tyto reakce stejným způsobem. Reformace probíhá nad teplotu 700oC. Mezi nejlepší katalytické systémy patřily perovskity typu kobaltitu a feritu. Na základě získaných výsledků byl navržen pro oxidace a reformace perovskitovými systémy Mars van Krevelenův mechanismus. Bylo dokázáno, že POM probíhá dvoustupňovým mechanismem. V první kroku vznikají produkty úplné, totální oxidace (TO), které v druhém kroku přecházejí na syntézní plyn (H2+CO).
|
host ::
RSS.