Student: Kettner Miroslav
Vedoucí: Doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr.
Konzultant: RNDr. Kateřina Veltruská, CSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Inverzní katalyzátor CeO2/Rh(111) byl studován a popsán v literatuře. Byly publikovány údaje o jeho přípravě a růstu a o interakci molekul CO s jeho povrchem [1, 2]. V naší laboratoři již dlouho zkoumáme nejrůznější systémy Rh/CeO2 (podložky polykrystalické i orientované, různé tloušťky deponovaného rhodia) a jejich katalytické vlastnosti při oxidaci CO a Water Gas Shift reakce – (WGS). Vzhledem k tomu, že tyto systémy vykazují některé unikátní vlastnosti (např. velmi vysoká produktivita CO2 na vrstvách rhodia nesených na podložkách oxidu ceru připravených magnetronovým naprašováním, důkaz o dlouhodobém vlivu přípravy podložky na elektronovou strukturu i reaktivitu systému), jeví se nám zajímavým doplnit náš výzkum přípravou a testováním katalyzátoru inverzního, tedy oxidu ceru deponovaného na různé povrchy rhodia - polykrystalické (fólie) i monokrystalické – (Rh(111) a Rh(110)). Je pravděpodobné, že oxid ceru deponovaný na Rh bude vykazovat různý oxidační stupeň podle způsobu přípravy a druhu Rh podložky a tím budou ovlivněny reakční vlastnosti celého systému.
Ve vypsané diplomové práci budou připravovány vrstvy oxidu ceru in situ vakuovým napařováním ceru v atmosféře O2. Jako podložku použijeme rhodiovou fólii pro orientační experimenty a monokrystaly Rh(111) a Rh(110) pro porovnání vlivu morfologie podložky na růst vrstvy oxidu ceru i reaktivity povrchu. Bude sledována redukce oxidu ceru po depozici, ohřevu vzorku a po interakci s molekulami CO a O2. Vrstvy budou po jednotlivých experimentálních krocích (příprava, depozice kovu atd.) charakterizovány metodou Rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS). Metodami TDS a MB bude studována adsorpce a oxidace CO na připravených systémech. Orientace monokrystalických povrchů rhodia před depozicí oxidu ceru a případné rekonstrukce povrchu po depozici budou sledovány metodou LEED. Předpokládáme zařazení metody ISS (Ion Scattering Spectroscopy) pro sledování relativního pokrytí Rh podložky depozitem.
Práce navazuje na výsledky, které byly ve skupině dosaženy. Bude prováděna na existující aparatuře, která v současné době nevyžaduje žádnou úpravu. Standardní vypařovadlo ceru bude namontováno do aparatury při zahájení práce.
Cíle práce:
1) Depozice oxidu ceru na povrch Rh.
2) Charakteristika připravených vzorků metodami fyziky povrchů, zejména XPS a LEED – sledování oxidačního stupně a orientace depozitu.
3) Studium reaktivity povrchu vzorků – adsorpce a oxidace CO, WGS reakce.
4) Vyhodnocení vlivu jednotlivých parametrů vzorků (množství a druh deponovaného oxidu ceru, druh Rh podložky) na reaktivitu studovaného systému.
5) Sepsání dosažených výsledků do diplomové práce.
[1] S. Eck, C. Castellarin-Cudia, S. Surnev, M. G. Ramsey, F. P. Netzer, Surf. Sci. 520 (2002) 173.
[2] S. Eck, C. Castellarin-Cudia, S. Surnev, K. C. Prince, M. G. Ramsey, F. P. Netzer, Surf. Sci. 536 (2003) 166.
Literaratura k diplomové práci
1) L. Eckertová a kol., Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992.
2) Ch. Kleint, K.-D. Brzoszka, Čs. čas. fyz. A 25 (1975) 345.
3) D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Willey and Sons, Chichester, England, 1990.
4) C. T. Campbell, Surf. Sci. Rep. 27 (1997) .
5) Články v odborných časopisech podle dohody studenta s vedoucím práce včetně citací [1, 2].