2024-111-27
Operando DRIFT charakterizace MXenů pro přímou hydrogenaci CO2
Vedoucí práce: Ing. Martin Veselý, Ph.D.
Konzultant: Ing. Iryna Danylo
Podstata a cíl práce
MXeny, což jsou nová třída 2D materiálů, se jeví jako vhodné nosiče kovových aktivních center zajištující přímou utilizaci CO2 směrem k hodnotným produktům jako jsou methan či vyšší uhlovodíky či alkoholy, což je jedním z možných směrů jak se přiblížit ambicióznímu plánu uhlíkové neutrality, ke které musí přispět i všechny chemické a farmaceutické procesy. Cílem práce bude studovat mechanismus adsorpce a povrchové reakce při hydrogenaci CO2 a to pomocí operando- difuzní reflektance infračervého záření - DRIFTS (diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy), kde bude za reálných podmínek (teplota a tlak) nejen zkoumána samotná povrchová reakce, ale zároveň bude v pravidelných intervalech odebírán plynný vzorek pro analýzu plynné reakční směsi tak, aby děje pozorované na povrchu mohly být korelovány i pozorovanou přeměnou plynné reakční směsi obklopující katalyzátor.
Náplň činnosti studenta
V rámci experimentální činnosti bude student provádět operando DRIFT studie katalyzátorů vykazující vysokou katalytickou aktivitu v CO2 hydrogenacích. Student bude měřit za reálných stavových podmínek (teplota a tlak) povrchovou reakci a zkoumat adsorpci reakčních komponent na povrchu katalyzátoru v závislosti na reakčních podmínkách. Výsledné mechanistické představy o povrchové reakci budou dávány do korelace se současně odebíranými a analyzovány vzorky plynné směsi z reakční DRIFT komůrky pomocí plynové chromatografie s hmotnostní detekcí separovaných látek (GC-MS). Tyto výsledky poslouží k nalezení vztahu mezi reaktivitou katalyzátorů a jejich texturními a materiálovými vlastnostmi získanými dalšími ex-situ charakterizačními metodami jako je skenovací (SEM) a transmisní elektronová mikroskopie (TEM), rentgenová difrakce (XRD), Ramanova spektroskopie, atomová absorpční spektroskopie (AAS) a rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS).
Doplňující informace
Místo řešení: Ústav organické technologie (111)