"Ab initio" studium směsných oxidů Sn-Ce-O
"Ab initio" study of Sn-Ce-O mixed oxides
bachelor thesis (DEFENDED)
View/ Open
Permanent link
http://hdl.handle.net/20.500.11956/51000Identifiers
Study Information System: 88796
Collections
- Kvalifikační práce [10692]
Author
Advisor
Consultant
Matolín, Vladimír
Referee
Mazur, Daniel
Faculty / Institute
Faculty of Mathematics and Physics
Discipline
General Physics
Department
Department of Surface and Plasma Science
Date of defense
13. 9. 2011
Publisher
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaLanguage
Czech
Grade
Excellent
Keywords (Czech)
Teorie hustotního funkcionálu, heterogenní katalyzátor, pásová struktura, hustota stavůKeywords (English)
Density Functional Theory, heterogeneous catalyst, band structure, density of statesPředložená práce se zaměřuje na teoretické zkoumání strukturních a elektronických vlastností systému směsného oxidu Sn/CeO2 prostřednictvím metody DFT+U. Hlavními důvody zkoumání jsou pozorované zlepšené katalytické vlastnosti, jejichž základem mohou být zejména katalytické vlastnosti oxidů ceru, které dokáží přijímat či odevzdávat atomy kyslíku prostřednictvím procesu oxidace a redukce. V práci jsou postupně zkoumány jednotlivé části tvořící tento systém - sub- systémy kovového Sn a CeO2, dále jsou však zkoumány i systémy SnO2 a Ce2O3 a to zejména z pohledu pásové struktury a hustoty stavů. Následně je zkoumán systém se substitučním Sn defektem v objemovém oxidu CeO2, tj. Sn/CeO2. V této práci byly vzaty v potaz dvě odlišné modifikace tohoto systému - v jedné z nich je vytvořena kyslíková vakance (systém Sn/CeO2−x), druhá je ponechána beze změn (systém Sn/CeO2). Ve středu našeho zájmu je potom zkoumání vlivu Sn příměsi a výskytu kyslíkové vakance na vlastnosti systému CeO2 - z pohledu heterogenní katalýzy nás zajímá zejména vliv na možnou redukci cerových atomů. 1
The present work is focused on a theoretical analysis based on the numerical DFT+U calcula- tions investigating structural and electronic properties of mixed oxide Sn/CeO2. The main reasons for this study are reported improved catalytic properties of this system that are most probably caused by catalytic properties of cerium oxides, which are based on releasing or (re)capturing of oxygen atoms via the process of cerium oxidation and reduction. In this work we study com- pounds of cerium and tin that compose Sn/CeO2 - that is a metal Sn and CeO2 together with other compounds SnO2 and Ce2O3 - especially by means of band structures and densities of states. Furthermore we studied mixed oxide Sn/CeO2 in terms of electronic structure and morphology. In this work we consider two different modifications of the analyzed system - the first one con- tains oxygen vacancy whereas the second one stay unchanged. Our study is focused on analysis of influence of tin defect upon properties of CeO2, mainly its effect on reduction of cerium atoms. 1