Studium bimetalických katalyzátorů v oxidačních a redukčních prostředích

• Název práce v češtině: Studium bimetalických katalyzátorů v oxidačních a redukčních prostředích
• Název v anglickém jazyce: Study of bimetallic catalysts in oxidizing and reducing environments
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Ivan Khalakhan, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 13.09.2023
• Datum zadání: 22.09.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 12.12.2023
• Konzultanti: doc. Mgr. Michael Vorochta, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Rešerše literatury.
2) Seznámení se s metodou NAP-XPS.
3) Příprava katalyzátorů magnetronovým naprašováním.
4) Charakterizace bimetalických katalyzátorů v oxidačních a redukčních prostředích pomoci NAP-XPS.
5) Zpracování experimentálních dat a sepsání diplomové práce.

Seznam odborné literatury

[1] Briggs, D.; Seah, M.P.: Practical Surface Analysis, vol. 2 - Auger and X-ray Photoelectron spectroscopy, Wiley, 1990, ISBN 0-471-92081-9
[2] Liao, H.; Fisher, A.; Xu, Z. J. Surface Segregation in Bimetallic Nanoparticles: A Critical Issue in Electrocatalyst Engineering. Small 2015, 11 (27), 3221–3246.
[3] Nguyen, L.; Tao, F. F.; Tang, Y.; Dou, J.; Bao, X.-J. Understanding Catalyst Surfaces during Catalysis through Near Ambient Pressure X-Ray Photoelectron Spectroscopy. Chem. Rev. 2019, 119 (12), 6822–6905.

Předběžná náplň práce

Bimetalické katalyzátory na bázi platiny jsou velmi zajímavé kvůli jejich široké škále aplikací. Díky vhodné kombinaci prvků/materiálů tyto katalyzátory typicky vykazují lepší aktivitu v mnoha katalytických reakcích než jejich monometalické složky. Na druhé straně bimetalický katalyzátor je komplexní systém, který typicky vykazuje aktivitu závislou na složení. Specifické reakční podmínky, jako je tlak plynu, teplota, povaha reakčních meziproduktů atd., mohou dramaticky narušit chemickou integritu povrchu slitiny. Složení povrchu bimetalového systému během reakce se tak může lišit od výchozího stavu katalyzátoru, což významně ovlivňuje jeho aktivitu a selektivitu. Vzájemná difúze jednotlivých prvků za reakčních podmínek je komplexní jev řízený souhrou více parametrů, jako jsou povrchové energie prvků, difúzní bariéry, pevnost jejich vazby s daným adsorbátem, tlak, teplota atd. Proto je sledování bimetalických katalyzátorů přímo za specifických pracovních podmínek nejvyšší důležitostí pro vývoj vysoce účinných a dlohodobě stabilních katalyzátorů.
Náplní diplomové práce je charakterizace bimetalických katalyzátorů připravených metodou magnetronového naprašování pomocí vysokotlaké rentgenové fotoelektronové spektroskopie (NAP-XPS) přímo v oxidačních a redukčních prostředích s cílem prozkoumat, jak reakční prostředí ovlivní jejich povrchové složení v závislosti na jejich počátečním složení.