Nanotechnológiai módszerek alkalmazása modellkatalizátorok kifejlesztésére és vizsgálatára
Title in English
Application of nanotechnology methods for fabrication and study of model catalysts
Panel
Chemistry 1
Department or equivalent
Department of Solid State and Radiochemistry (University of Szeged)
Participants
Jaksáné Dr. Kecskés, Tamara Kiss, János Szökő, János
Starting date
2003-01-01
Closing date
2007-12-31
Funding (in million HUF)
11.280
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
TiO2(110) felületen fémgőzöléssel létrehozott Rh, Au, Mo és K ultravékony rétegek hőkezelés hatására bekövetkező morfológiai változásaival és a hordozott részecskék gázokban történő reakcióival foglalkoztunk. Fontosabb eredményeink: (1) a Pt és a TiO2 hordozó közötti erős fém-hordozó kölcsönhatást (SMSI) kihasználva kidolgoztunk egy módszert a részecskék által befolyásolt kráterképződés beindítására Ar+ ion bombázás hatására; (2) STM módszerrel sikerült kimutatnunk, hogy a 3D Mo nanoszemcsék képződése a TiO2 hordozó oxigénhiányos területen indul meg először; (3) alagútáram-spektroszkópiai méréseink szerint a TiO2(110) felületen hordozott Mo nanoszemcsék szigetelő jelleget mutatnak 900 K felett, amely arra utal (XPS méréseket is figyelembe véve), hogy a fémszemcsék felületén TiOx vékonyréteg alakul ki; (4) hasonló dekorálódást Rh esetében is kimutattuk LEIS módszerrel; (5) a TiO2(110) felület redukálása 0.5 keV energiájú Ar+ ionokkal, illetve kis mennyiségű K adalék (<1 monoréteg) rávitele az utólag felvitt Au diszperzitásának növekedését eredményezi a tiszta TiO2 felülethez képest; (6) a TiO2(110)-n hordozott 3-4 nm átmérőjű Au részecskék nagy aktivitást mutatnak a CO alacsonyhőmérsékleti oxidációjában (PROX reakció) 350 K és 500 K között, de 400 K felett jelentősen agglomerálódnak; (7) a TiO2(110) felületen kialakuló Mo nanoszemcsék (5-10 réteg, 6-8 nm átmérő) a C2H4 termikus bontásával 850 K-en (Ar ion bombázás kiséretében) Mo-karbid nanoszemcsékké alakíthatók át.
Results in English
Properties of ultrathin layers of Rh, Au, Mo and K deposited on TiO2(110) surface were examined in function of annealing and in the reactions with different gases. The most important results are the followings: (1) by exploitation of the strong metal support interaction (SMSI) between Pt and TiO2, a method was worked out for pit-formation driven by the Pt crystallites produced previously on TiO2(110); (2) it was shown by STM that the growing of 3D Mo particles begins first in the oxygen deficient regions of the support; (3) according to the I-V measurements, the Mo crystallites formed at 900 K in UHV exhibit insulator behaviour what suggests (by taking into account also the XPS measurements) that the Mo particles become encapsulated by a thin TiOx layer; (4) in the case of Rh a similar decoration of the supported metal particles was also demonstrated by LEIS; (5) it was shown that the deposition of Au on the support reduced by low energy Ar+ ion bombardment or by pre-exposing the surface to K results in a significantly higher dispersity of Au; (6) the gold particles of 3-4 nm supported on TiO2(110) exhibit high activity in the low temperature CO oxidation (PROX) between 350 K and 500 K, at the same time they exhibit a pronounced agglomeration above 400 K; (7) a method was suggested to transform of the Mo nanoparticles supported on TiO2(110) into Mo-carbide particles in the decomposition of C2H4 (5 x 10-6 mbar) at 850 K accompanied by low energy (1 keV) Ar+ bombardement.
P. Mutombo, A. M. Kiss, A. Berko. V. Chab: Density functional theory calculations of the interaction of gold with an oxygen point defect on a TiO2(110) surface, ECOSS-24 7-12 September 2006, Paris, FRANCE, 2006
P. Mutombo, A. M. Kiss, A. Berko. V. Chab: The effect of potassium on the adsorption of gold on the TiO2(110)-(1x1) surface, Nanotechnology 17 (2006) 4112-4116, 2006
L. Bugyi, A. Berkó, L. Óvári, A.M. Kiss, J. Kiss: Enhanced dispersion and stability of Gold nanoparticles on TiO2(110) in the presence of molybdenum, Langmuir (2007) közlésre benyújtva, 2007
A. Berkó, J. Szökő, F. Solymosi: Effect of CO on the morphology of Pt nanoparticles supported on TiO2(110)-(1xn), Surface Science 566-568 (2004) 337-342, 2004
A. Berkó, A.M. Kiss, J. Szökő: Formation of vacancy islands tailored by Pt nanocrystallites and Ar+ sputtering on TiO2(110) surface, Applied Surface Science 246 (2005) 174-182, 2005
A. Berkó, A. Magony, J. Szökő: Characterization of Mo deposited on TiO2(110) surface, Langmuir 21 (2005) 4562-4570, 2005
A. Berkó, T. Bíró, J. Szökő, A. M. Kiss, F. Solymosi: Carbon nanoparticles formed by the reaction of CO on Rh/TiO2(110) planar catalyst, Hungarian Nanotechnology Symposium 21-22 March, 2005 Budapest, 2005
J. Szökő, A. Berkó, A. Magony: Reaction of Mo deposited on TiO2(110) with CH4 and C2H6, 13th International Congress on Catalysis Summer School , Caen, France, 2004
A. Berkó, J. Szökő, V. Hornok: Decomposition of CH4 on TiO2(110) surface of different composition, 10th Joint Vacuum Conference, Prtoroz, Slovenia, 2004
Anna M. Kiss, J. Szökő, A. Berkó: Formation of vacancy islands tailored by Pt-nanocrystallites, 2nd Szeged International Workshop on Advances in Nanoscience (SIWAN 2004), 2004
A. Berkó, Z. Majzik, A.M. Kiss: Low temperature CO oxidation on differently prepared TiO2(110) supported Au catalysts, Journal of Physics Conference Series 000(2007)000, 2007
A. Berkó, M. S'vec, A. M. Kiss: The effect of preadsorbed K on the size distribution of Au nanoparticles formed on TiO2(110) surface, Surface Science 600 (2006) 3352-3360, 2006
A. Berkó: Formation of Mo and Mo-compound nanoparticles on TiO2(110) surface, Science and Art in Europe, 22-24 May, 2005, Berlin, GERMANY, 2005
L. Óvári, R. Németh, J. Kiss: Characterization of the Rh/TiO2(110) model catalyst by RAIRS, TDS, XPS, AES and LEIS methods, 23rd European Conference on Surface Science, 2005
A. Berkó, A. M. Kiss, F. Solymosi: Identification of K-CO ionic complex on Cu(110) surface by STM-STS and TDS methods, 13th Conf. on S T M & STS 3-8 July, 2005, Sapporo, JAPAN, 2005
T. Kecskés, R. Németh, J. Raskó, J. Kiss: New Reaction route of HCOOH catalytic decomposition, Vacuum 80 (2005) 64-68, 2005
A. Berkó, A. M. Kiss, M Svec, F Sutara, V. Chab: Ar+ assisted carbidization of TiO2(110) supported Mo nanoparticles by decomposition of C2H4, Vacuum 000(2007)000 in press., 2007
L. Óvári, J. Kiss: Growth of Rh nanoclusters on TiO2(110): XPS and LEIS studies, Applied Surface Science 252 (2006) 8624-8629, 2006
