|
|
Experimental control of Ce3+ concentration in ceria based model catalysts
Stetsovych, Vitalii ; Mysliveček, Josef (vedoucí práce) ; Lykhach, Yaroslava (oponent) ; Rezek, Bohuslav (oponent)
Koncentrace iontů Ce3+ je jeden z nejvýznamnějších parametrů ovlivňujících reaktivitu katalyzátorů na bázi oxidu ceru. V této práci jsou zkoumány různé experimentální přístupy pro kontrolu koncentrace iontů Ce3+ v modelových katalyzátorech na bázi oxidu ceru: i) ovlivňování stechiometrie oxidu ceru, ii) dopování prvkem s vysokou valencí a iii) růst ultra-tenkých vrstev oxidu ceru se silnou interakcí s kovovým substrátem. Struktura, morfologie a chemický stav připravených tenkovrstvých systémů na bázi redukovaného oxidu ceru jsou zkoumány pomocí metod povrchové analýzy: rastrovací tunelové mikroskopie, difrakce nízkoenergetických elektronů a rentgenové fotoelektronové spektroskopie. V předkládané práci je prezentována originální metoda redukce oxidu ceru, která umožňuje přesnou kontrolu stechiometrie a stupně redukce oxidu ceru (i). Dále jsou představeny metody pro přípravu vysoce uspořádané wolframem dopované tenké vrstvy oxidu ceru (ii) a vysoce kvalitní 2D ultratenké vrstvy oxidu ceru na Cu (1 1 1) (iii). Metody přípravy a modelové systémy představené v této práci zahrnují různé fyzikálněchemické principy vzniku iontů Ce3+ a poskytují výběr modelových systémů užitečných pro studium vlivu iontů Ce3+ s rozdílným původem na reaktivitu zkoumaných katalyzátorů.
|
|
|
Modelové katalyzátory na bázi oxidu ceru
Aulická, Marie ; Veltruská, Kateřina (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou tenkých vrstev oxidu ceru na monokrystalu Cu s povrchem (110). Fyzikálně-chemické vlastnosti tohoto systému byly studovány metodami fyziky povrchů (XPS, UPS, ARUPS, LEED, LEEM a STM). První část práce se zabývá studiem interakce monokrystalu Cu(110) s kyslíkem. Byly zjištěny podmínky, za kterých dochází ke vzniku kyslíkových rekonstrukcí O(2x1) a Oc(6x2). Dále byly popsány a diskutovány různé způsoby přípravy vrstev CeOx. Byl vyvinut postup, kterým lze spojitě měnit stechiometrii vrstev oxidu ceru od CeO2 do Ce2O3 změnou koncentrace kyslíkových vakancí. Byl pozorován vznik tzv. spill-overu na měděném substrátu. Bylo zjištěno, že na rozhraní měd'-oxid ceru dochází k přeuspořádání měděnného substrátu a tvorbě fazet Cu(13 13 1), na kterých potom roste vrstva CeOx formou tzv. Carpet-like růstu. Byla studována interakce tohoto systému s platinou. Na závěr byl studován vysokoteplotní růst vrstev CeOx a pozorován vznik roviny (110) oxidu ceru. 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).
|
|
|
Studium strukturních vlastností modelových katalyzátorů na bázi oxidu ceru
Beran, Jan ; Mašek, Karel (vedoucí práce) ; Olejník, Kamil (oponent) ; Lykhach, Yaroslava (oponent)
Tato práce se zabývá studiem struktury modelových katalyzátorů na bázi oxidu ceru metodami elektronové difrakce RHEED a fotoelektronové spektroskopie XPS. V práci je detailně popsán vliv depozičních podmínek a typu substrátu na růst epitaxních vrstev oxidu ceru na površích monokrystalů mědi. Dále práce popisuje interakci ceru a cínu v modelových systémech a vznik a strukturu směsného oxidu SnCeOx. V poslední části práce je zkoumána interakce palladia s povrchy oxidů ceru a cínu a vznik bimetalických slitin palladia. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy
Šmíd, Břetislav ; Matolínová, Iva (vedoucí práce) ; Plšek, Jan (oponent) ; Sofer, Zdeněk (oponent)
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...
|
|
|
Studium inverzního katalyzátoru CeOx / Rhodium
Kettner, Miroslav ; Nehasil, Václav (vedoucí práce) ; Johánek, Viktor (oponent)
Název práce: Studium inverzního katalyzátoru CeOX / Rhodium Autor: Bc. Miroslav Kettner Katedra / Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí diplomové práce: doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Práce se zaměřuje na zkoumání modelového systému inverzního katalyzátoru oxidu ceru na substrátech polykrystalického rhodia a rhodia (111) pomocí metod fyziky povrchů. Byly zkoumány vlastnosti růstu ceru v závislosti na podmínkách depozice a byly porovnány různé metody určení tloušťky napařeného materiálu. Dále bylo zjištěno, jakým způsobem oxid ceru v inverzním uspořádání CeOX/Rh mění svůj stupeň oxidace v závislosti na vystavení vzorku CeOX/Rh redukujícím či oxidujícím podmínkám. Podrobnou analýzou změřených spekter byly určeny stavy příslušející slitině Ce-Rh, stejně tak byly rozlišeny adsorpční pozice CO on-top a CO hollow na povrchu Rh (111). Díky prováděným experimentům se podařilo prokázat absorpci kyslíku v CeOX pomocí rozhraní oxid-kov a jeho zpětnou desorpci a reakci s CO za vzniku CO2. Byly navrženy mechanismy reakce CO s O2 za pokojové teploty, pro jejichž průběh je nezbytná přítomnost oxidu ceru na povrchu vzorku. Prováděné experimenty tak doložily významný vliv CeOX, které díky schopnosti absorpce kyslíku umožňuje reakci CO s O2. Klíčová slova: Rhodium, oxid...
|
|
|
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...
|
|
|
Preparation of nanostructure samples in SEM/FIB and their study in TEM
Lavková, Jaroslava ; Matolínová, Iva (vedoucí práce) ; Pešička, Josef (oponent)
Táto práca je zameraná na štúdium vrstiev oxidu céru (dopovaných platinou) pripravených magnetrónovým naprašovaním na rôzne druhy substrátov. Pozor- nosť je upriamená predovšetkým na spôsob rastu a morfológiu vrstiev (Pt−)CeO2. Štúdium prebiehalo prostredníctvom skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM) a transmisnej elektrónovej mikroskopie (TEM). Vzorky (lamely) pre TEM boli pripravené pomocou fokusovaného iónového zväzku (FIB) s ohľadom na transpa- rentnosť pre elektrónový zväzok a dostatočný materiálový kontrast. Zároveň bol kladený doraz na elimináciu redepozície a minimalizáciu amorfnej vrstvy lamiel. Zastúpenie jednotlivých prvkov bolo určované energiovo-disperznou spektrosko- piou (EDX) a spektroskopiou charakteristických energetických strát elektrónov (EELS). 1
|
|
|
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
|
|
|
Fyzikálně-chemické vlastnosti epitaxních vrstev CeO2/Cu(110)
Aulická, Marie ; Veltruská, Kateřina (vedoucí práce) ; Nehasil, Václav (oponent)
V rámci této práce byly zkoumány možnosti přípravy tenkých epitaxních vrstev oxidu ceru na povrchu Cu(110). K charakterizaci připravených systémů byly použity metody rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS), úhlově rozlišená fotoelektronová spektroskopie (XPD), elektronová difrakce (LEED), spektroskopie rozptýlených iontů (ISS) a skenovací tunelový mikroskop (STM). Metodou reaktivního napařování ceru v kyslíkové atmosféře byla připravena ostrůvková struktura CeO2 a studoval se vliv teploty na elektronovou strukturu a morfologii. Při teplotě nad 550 ˚C docházelo k částečné redukci na Ce2O3 a přeuspořádání ostrůvků na strukturu CeO2(331). Byla prokázána oxidem ceru stimulovaná oxidace povrchu mědi, neboť byla pozorována čistá rekonstrukce c(6x2) povrchu Cu(110) při expozici kyslíku o 1,5 řádu nižší než na samotné Cu(110). Další modelový systém byl připraven napařováním ceru na povrch Cu(110) předexponovaný kyslíkem. Expozicí kyslíku při 300 ˚C vznikla na povrchu směs rekonstrukcí (2x1) a c(6x2). Na tento povrch byl deponován cer, též při 300 ˚C. Při následném ohřevu na 500 ˚C byl pozorován vznik epitaxní vrstvy Ce2O3(0001), doprovázený vznikem velkých hladkých pásových struktur ve směru [11̄0] dlouhých stovky nm.
|
host ::
RSS.