|
|
Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy
Šmíd, Břetislav
Název práce: Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy Autor: Břetislav Šmíd Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: Doc. Mgr. Iva Matolínová, Dr. Abstrakt: Předkládaná práce se zabývá studiem systémů měď/oxid mědi - oxid ceru a jejich interakcí s molekulami CO a H2O. Zkoumané vzorky byly připraveny ve formě práškových katalyzátorů a také dobře definovaných inverzních modelových systémů. Práškové katalyzátory pro nízkoteplotní oxidaci CO byly studovány metodami XPS, XRD, SEM, TEM a v mikroreaktoru umožňujícím studovat oxidaci CO. Pro studium adsorpce H2O a ko-adsorpce H2O s CO na modelových inverzních systémech CeOx(111)/Cu(111) v podmínkách ultravysokého vakua bylo vedle metody XPS využito výhod synchrotronového záření (SRPES), především pak rezonanční fotoelektronové spektroskopie (RPES), a dále metody LEED. Bylo zjištěno, že na stechiometrickém povrchu CeO2 při teplotě 120 K molekuly vody adsorbují molekulárně, zatímco na povrchu obsahujícím kyslíkové vakance a povrchu tvořeném nespojitou vrstvou CeO2 je adsorpce částečně disociativní doprovázená vznikem skupin OH. Nárůst center Ce3+ (redukce povrchu), pozorovaný po adsorpci molekul H2O na zkoumaných površích CeOx(111)/Cu(111) s rozdílným stupněm redukce, byl vysvětlen na základě...
|
|
|
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.
|
|
|
Epitaxní vrstvy oxidu ceru pro optoelektroniku
Kubát, Jan ; Mysliveček, Josef (vedoucí práce) ; Antoš, Roman (oponent)
Tato diplomová práce se zabývá studiem magneto-optické (MO) odezvy epitaxních tenkých vrstev oxidu ceru dopovaných kobaltem. K charakterizaci a studiu vrstev jsou používány metody XPS, LEED, STM, spektroskopická elipsometrie a měření optické stáčivosti v magnetickém poli. Práce se zaměřuje na studium MO aktivity v závislosti na tloušťce vrstvy, koncentraci kobaltu, oxidačním stavu ceru a chemickém stavu kobaltu. Spektra MO odezvy se skládají z oblasti nižších energií, kde MO aktivitu přisuzujeme přechodům z defektních stavů do vodivostního pásu a z oblasti vyšších energií, ve které se objevuje pík MO odezvy, který přisuzujeme přechodům z valenčního pásu do vodivostního pásu. V práci jsou kvalitativně vysvětleny vlivy fyzikálně-chemických parametrů tenkých vrstev na strukturu MO spekter, především na přítomnost MO aktivity v oblasti nízkých energií a na změny polohy píku MO odezvy. Na rozdíl od jiných způsobů přípravy umožňují epitaxní tenké vrstvy docílit posunu píku MO odezvy k vyšším energiím fotonů.
|
|
|
Gas molecule interaction with surfaces of oxides including vanadium
Krutel, Jozef ; Nehasil, Václav (vedoucí práce) ; Ševčíková, Klára (oponent)
Práce se zabývá výzkumem modelového systému tenké vanadové vrstvy. Vzorky byly připraveny napařením vanadu na vrstvu oxidu ceru. Složení vzorku bylo sledováno pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). Vzorky byly vystaveny molekulárním svazkům (MB) CO a O2 s cílem studovat adsorpci plynů a produktivitu CO2. Měření průběhu reakcí pomocí hmotnostních spekter snímaných kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem (QMS) neukázala žádné známky oxidační reakce. Pomocí spekter XPS byla zjištěna tendence vanadu tvořit při interakci s CO a O2 karbid a oxidy.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Reactivity of transition metals - influence of the degree of oxidation of active substrate
Kettner, Miroslav ; Nehasil, Václav (vedoucí práce)
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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
|
|
|
Studium 3-fázových katalytických vrstev pro polymerní palivové články a elektrolyzéry
Fuka, Šimon ; Matolínová, Iva (vedoucí práce) ; Khalakhan, Ivan (oponent)
Název práce: Studium 3-fázových katalytických vrstev pro polymerní palivové články a elektrolyzéry Autor: Šimon Fuka Katedra / Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí diplomové práce: doc. Mgr. Iva Matolínová, Dr., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Diplomová práce se zaměřuje na studium katalytických vrstev pro polymerní palivové články (PEMFC) či elektrolyzéry na bázi směsi platiny a oxidu ceru. Tyto vrstvy jsou připraveny magnetronovým naprašováním a jsou zkoumány jejich vlastnosti v závislosti na depozičních parametrech či na volbě substrátu. Připravené vrstvy Pt-CeOx jsou analyzovány metodami SEM, AFM, XPS a poté testovány jako anoda v palivovém článku. Ukázalo se, že kromě morfologie katalytických vrstev má na výkon PEMFC vliv disperze velmi malých nanočástic katalyzátoru o rozměru 1-2 nm. Většina připravených vzorků vykazovala maximální i maximální specifický výkon výrazně vyšší, než jsou dosud naměřené a publikované hodnoty pro systém Pt-CeOx. Studiem vlastností katalytických vrstev pro anodu tato práce přispívá k pochopení chování palivového článku typu PEMFC a potažmo i k jeho potenciální komercializaci. Klíčová slova: Palivový článek, oxid ceru, platina, katalyzátor, magnetronové naprašování
|
host ::
RSS.