1 / 12

Bevezetés

Nano-szerkezetű aranykatalizátorok. Hogyan tovább? Beck Andrea, Guczi László MTA IKI Felületkémiai és Katalízis Osztály. Bevezetés. Arany: kémiailag inert fém, katalitikusan inaktív

yuma
Download Presentation

Bevezetés

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

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

  2. Bevezetés • Arany:kémiailag inert fém, katalitikusan inaktív • Nanoméretű aranyrészecskék redukálható oxidokon (FeOx, TiO2, 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. Au lemez FeOx Au, 80nm Au 80nm FeOx e- bomb. SiO2 Si(100) XPS SiO2 Au4f Si(100) FeOx Ar+ impl. Intenzitás Au nano Au nano e- bomb. FeOx SiO2 b a Si(100) Kötési energia, eV a-Fe2O3 PLD Modell katalizátorok CO oxidáció, mérethatás 6.7x10-3 μmol.s-1.cm-2 CO oxidáció kezdeti reakciósebessége CO/O2:10/20 Torr, T = 530oC 20.0x10-3 μmol.s-1.cm-2 Nanorészecskék: módosult elektronszerkezet→ nagyobb aktivitás

  4. CO adszorpció Au felületen Nincs CO adszorpció Au(111) SFG STM pCO nő 10-7→1mbar Hullámszám, cm-1 Ionbombázott Au(111) CO adszorpciós centrumok alakulnak ki

  5. Aktivitás csökkenés Au-FeOx határfelület : Jelentős aktivitás növekedés Modell katalizátorok Méretstabilitás, FeOx hatás AFM Reakció után Au nanorészecskék szinterelődése, Újra megjelenik a tömbi elektronszerkezet (XPS) Au nanorészecskék Au-FeOx az aktív határfelület

  6. Nagyfelületű SiO2 hordozós arany katalizátor • Au kolloidok adszorpciója a SiO2 felületen • Promóveálás redukálható, „aktív” oxiddal • Aktív oxid (TiO2, CeO2) méret- és morfológia hatásának tanulmányozása Au mérethatás csökkentésére 5 nm-nél nagyobb átmérőjű Au részecskék alkalmazása

  7. + Au 9,5nm 8,9nm 13nm 7,9nm SiO2 8,5nm TiO2 Szilícium oxidon stabilizált Au-aktív oxid nanoszerkezetek + PDDA preadszorpció + Ti-izopropoxid felületi hidrolízis kalcinálás 600oC-on dAu:6-7nm Au/TiO2/SiO2 CO oxidáció (előkezelés: 400oC/levegő/1h kalcinálás) Kis TiO2 tartalom esetén a TiO2 hordozós Au katalizátorét meghaladó aktivitás TiO2-vel módosított mintákban az Au méret-stabilitása nagyobb mint az Au/SiO2 ill. Au/TiO2-ben

  8. 5%TiO2 20%TiO2/SiO2 10%TiO2/SiO2 2.5%TiO2 5%TiO2/SiO2 20%TiO2 100%TiO2 10%TiO2 2.5%TiO2/SiO2 Au/TiO2/SiO2 5%-nál kisebb TiO2 tartalomnál: röntgen-amorf szerkezet (XRD) kovalens kapcsolat a hordozó SiO2-vel (Ti-O-Si jelenléte, Raman, XPS) nagyobb aktivitás Au/4%TiO2/SiO2 Au TiO2 TiO2

  9. 20 nm 20 nm Au/SiO2 katalitikus teszt után Au/SBA-15 katalitikus teszt után Mezopórusos SBA-15 hordozós Au katalizátor A mezopórusos hordozó növeli az Au szinterelődéssel szembeni stabilitását

  10. dAu=8-13 nm dAu=5-7 nm Glükonsav koncentráció, % Glükonsav koncentráció, % Idő, perc Idő, perc Au/SiO2Au/CeO2Au/TiO2 Au/SiO2Au/CeO2Au/TiO2 Hogyan tovább?Folyadékfázisú szelektív oxidáció Glükóz oxidáció Mechanizmus vizsgálat Hordozó és részecskeméret hatás ≈100% szelektivitás

  11. Hogyan tovább?Au módosító a metán száraz reformálásában Probléma: széndepozitum képződés → a katalizátor deaktíválódása CH4+CO2= 2CO + 2H2 Ni/MgAl2O4 katalizátoron, 500-800oC Ni/MgAl2O4 katalitikus reakció után AuNi/MgAl2O4 katalitikus reakció után

  12. 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 Köszönet Témavezető: Guczi László Külföldi kapcsolat: Anna Maria Venezia Leonarda F. Liotta Giuseppe Pantaleo Jacques Fraissard Norbert Kruse Sergey Chenakin OTKA: 34920, 49564, 62481, 68052, 75009 NKFP: 3A/058/2004 TéT: CZ-1/2005, DAK-1/2004 COST: D15/005/99,D15/016/2001, D36/003/06

More Related