Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Beck Andrea, Guczi László MTA IKI Felületkémiai és.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Beck Andrea, Guczi László MTA IKI Felületkémiai és."— Előadás másolata:

1 Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Beck Andrea, Guczi László MTA IKI Felületkémiai és Katalízis Osztály

2 Bevezetés Arany: kémiailag inert fém, katalitikusan inaktív Nanoméretű arany részecskék redukálható oxidokon (FeO x, TiO 2, stb.) CO oxidációban kiemelkedő katalitikus aktivitást mutatnak (Haruta, 1987) IKI FKKO: a kutatás 1996-tól kezdődően az aktív helyek vizsgálatával foglalkozik 32 dolgozat, 4 könyvfejezet

3 Modell katalizátorok CO oxidáció, mérethatás FeO x Si(100) Au 80nm SiO 2 FeO x Au nano SiO 2 Si(100) FeO x Au, 80nm Au nano e - bomb. SiO 2 Si(100) Ar + impl. e - bomb.  -Fe 2 O 3 PLD Nanorészecskék: módosult elektronszerkezet → nagyobb aktivitás 20.0x10 -3 μmol.s -1.cm x10 -3 μmol.s -1.cm -2 CO oxidáció kezdeti reakciósebessége CO/O 2 :10/20 Torr, T = 530 o C Au4f XPS a b Au lemez Kötési energia, eV Intenzitás

4 CO adszorpció Au felületen Ionbombázott Au(111) Au(111) Nincs CO adszorpció CO adszorpciós centrumok alakulnak ki STM SFG p CO nő → 1mbar Hullámszám, cm -1

5 Au nanorészecskék Reakció után AFM CO/O 2 : 10/20 Torr T = 530 o C r 0 μmol.s -1.cm -2 Au nanorészecske/SiO 2 /Si(100) 20.0x10 -3 Au nanorészecske/SiO 2 /Si(100) 2. reakció 2.0x10 -3 FeO x /Au nanorészecske/SiO 2 /Si(100) 95.0x10 -3 Modell katalizátorok Méretstabilitás, FeO x hatás Au nanorészecskék szinterelődése, Újra megjelenik a tömbi elektronszerkezet (XPS) Au-FeOx határfelület : Jelentős aktivitás növekedés Aktivitás csökkenés Au-FeO x az aktív határfelület

6 Nagyfelületű SiO 2 hordozós arany katalizátor Au kolloidok adszorpciója a SiO 2 felületen Promóveálás redukálható, „aktív” oxiddal Aktív oxid (TiO 2, CeO 2 ) méret- és morfológia hatásának tanulmányozása Au mérethatás csökkentésére 5 nm-nél nagyobb átmérőjű Au részecskék alkalmazása

7 Szilícium oxidon stabilizált Au-aktív oxid nanoszerkezetek Au/TiO 2 /SiO 2 CO oxidáció (előkezelés: 400 o C/levegő/1h kalcinálás) Kis TiO 2 tartalom esetén a TiO 2 hordozós Au katalizátorét meghaladó aktivitás TiO 2 -vel módosított mintákban az Au méret- stabilitása nagyobb mint az Au/SiO 2 ill. Au/TiO 2 -ben SiO 2 + Ti-izopropoxid felületi hidrolízis kalcinálás 600 o C-on + PDDA preadszorpció Au + TiO 2 9,5nm 7,9nm 8,5nm 13nm 8,9nm d Au :6-7nm

8 Au/TiO 2 /SiO 2 5%-nál kisebb TiO 2 tartalomnál: röntgen-amorf szerkezet (XRD) kovalens kapcsolat a hordozó SiO 2 -vel (Ti-O-Si jelenléte, Raman, XPS) nagyobb aktivitás Au TiO 2 Au/4%TiO 2 /SiO 2 2.5%TiO 2 5%TiO 2 10%TiO 2 20%TiO 2 100%TiO 2 20%TiO 2 /SiO 2 10%TiO 2 /SiO 2 5%TiO 2 /SiO 2 2.5%TiO 2 /SiO 2 TiO 2

9 Mezopórusos SBA-15 hordozós Au katalizátor A mezopórusos hordozó növeli az Au szinterelődéssel szembeni stabilitását kiindulási d Au, nm d Au katalitikus teszt után, nm Au/SiO 2 2,7±0,9 7,9±3,8 Au/SBA-15 (pórusméret: 6-7 nm) 4,0±1,2 Au/SBA-15 katalitikus teszt után 20 nm Au/SiO 2 katalitikus teszt után

10 Hogyan tovább? Folyadékfázisú szelektív oxidáció Mechanizmus vizsgálat Hordozó és részecskeméret hatás ≈100% szelektivitás Glükóz oxidáció d Au =8-13 nm Glükonsav koncentráció, % Idő, perc Au/SiO 2 Au/CeO 2 Au/TiO 2 d Au =5-7 nm Glükonsav koncentráció, % Idő, perc Au/SiO 2 Au/CeO 2 Au/TiO 2

11 AuNi/MgAl 2 O 4 katalitikus reakció utánNi/MgAl 2 O 4 katalitikus reakció után CH 4 +CO 2 = 2CO + 2H 2 Ni/MgAl 2 O 4 katalizátoron, o C Probléma: széndepozitum képződés → a katalizátor deaktíválódása Hogyan tovább? Au módosító a metán száraz reformálásában

12 Köszönet Résztvevők: Sárkány Antal Horváth Anita Stefler Györgyi Koppány Zsuzsa Geszti Olga (MFA) Pető Gábor (MFA) Frey Krisztina Horváth Dénes Pászti Zoltán (KK) Hakkel Orsolya (KK) Schay Zoltán Benkó Tímea Analitikai hozzájárulás: Stefánka Zsolt, IKI SBO Katona Róbert, IKI SBO Révay Zsolt, IKI NKO Kocsonya András, RMKI HRTEM, AFM, STM, XRD, Raman, zeta potenciál mérések: Sáfrány György, MFA Daróczi Csaba, MFA Berkó András, SZTE Sajó István, KK Gubicza Jenő, ELTE Mihály Judit, KK Tolnai Gyula, KK OTKA: 34920, 49564, 62481, 68052, NKFP: 3A/058/2004 TéT: CZ-1/2005, DAK-1/2004 COST: D15/005/99, D15/016/2001, D36/003/06 Témavezető: Guczi László Külföldi kapcsolat: Anna Maria Venezia Leonarda F. Liotta Giuseppe Pantaleo Jacques Fraissard Norbert Kruse Sergey Chenakin


Letölteni ppt "Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Beck Andrea, Guczi László MTA IKI Felületkémiai és."

Hasonló előadás


Google Hirdetések