Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy

Abstract

Title: The preparation and study of catalytic system Cu(O)-CeO2 using surface analytical methods Author: Břetislav Šmíd Department: Department of Surface and Plasma Science Supervisor of the doctoral thesis: Doc. Mgr. Iva Matolínová, Dr. Abstract: This work is concerned with a study of copper/copper oxide - cerium dioxide systems and their interaction with CO and H2O molecules. Investigated samples were prepared in the form of powder catalysts and also as very well defined model inverse systems. The low temperature CO oxidation powder catalysts were studied by means of XPS, XRD, SEM, TEM and in micro-reactor system allowing the CO oxidation examination. The study of H2O adsorption and co-adsorption of H2O with CO were carried out on model inverse systems CeOx(111)/Cu(111) in ultra-high vacuum conditions using X-ray, synchrotron radiation (SRPES), resonant (RPES) photoelectron spectroscopies and LEED. It was observed on the stoichiometric surface water adsorbs molecularly at 120 K while on the reduced surface and surface of CeO2 islands on Cu(111) the H2O adsorption is partially dissociative with formation of OH groups. The increase of Ce3+ species (i.e. surface reduction) observed after H2O adsorption was explained as an electronic effect of the Ce 4f charge accumulation and Ce 5d charge depletion....

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...