Studium modelových katalyzátorů pomocí vysokotlakého skenovacího tunelového mikroskopu

Školitel: RNDr. Peter Matvija, Ph.D.
Stav práce: volná

Anotace:

Mnoho fyzikálních a chemických procesů probíhá na rozhraních pevné látky a kapaliny nebo pevné látky a plynu. Příkladem těchto procesů je například oxidace CO na povrchu Pt (heterogenní katalýza), nebo disociace O2 a H2 ve vodíkovém palivovém článku (elektrokatalýza). V praxi většina těchto procesů probíhá za zvýšené teploty a vysokého tlaku, tedy za podmínek, které znemožňují použití většiny spektroskopických a mikroskopických metod povrchové fyziky (SEM, XPS …).

V této práci budou katalyticky aktivní povrchy zkoumány především pomocí vysokotlaké skenovací tunelové mikroskopie. Tato metoda umožňuje definovanou přípravu vzorků v podmínkách vysokého vakua, zároveň ale poskytuje možnost přímého pozorování reakčního rozhraní za zvýšeného tlaku a teploty. Jako doplňkové metody budou využity mikroskopie atomárních sil, rentgenová fotoelektronová spektroskopie a ultrafialová fotoelektronová spektroskopie, které je možné využít in-situ. Unikátní kombinace těchto metod umožňuje sledovat změny morfologie a chemického stavu reaktantů přímo během chemických reakcí probíhajících na povrchu.

Zásady pro vypracování:

1. Bibliografická rešerše. Výběr zajímavých modelových systémů pro studium na NAP-STM/AFM.
2. Seznámení se s metodami NAP-STM/AFM a NAP-XPS/UPS .
3. Příprava a charakterizace vzorků pomocí metod fyziky povrchů, především NAP-STM/AFM.
4. Vyhodnocení a publikace výsledků. Sepsání disertační práce.

Literatura

1. Rev. Sci. Instrum. 84, 034101 (2013)
2. Rev. Sci. Instrum. 87, 064101 (2016)
3. J. Phys. Chem. B 108, 38 (2004)
4. Science 327, 850-853 (2010)
5. Science 351, 475−478 (2016)
6. ACS Catal. 5, 6802−6806 (2015)
7. J. Am. Chem. Soc. 135, 16781−16784 (2013)
8. J. Am. Chem. Soc. 135, 12560–12563 (2013)