Laser-generated synthesis of Pd-Ni nanoalloys usable as catalysts

DSpace Repository

Show simple item record

dc.contributor Rodríguez-Beltrán René I., Dr. : 67990
dc.contributor.advisor Torres Rafael, Dr. : 66548
dc.contributor.author Havelka, Ondřej
dc.date.accessioned 2021-08-20T11:10:39Z
dc.date.available 2021-08-20T11:10:39Z
dc.date.submitted 2020-10-19
dc.identifier.uri https://dspace.tul.cz/handle/15240/160485
dc.description.abstract Hlavním tématem práce je udržitelná laserem asistovaná syntéza Pd-NiOz nanočástic, které jsou použity k modifikaci částečně re-dukovaného grafen oxidu, přičemž částice i dekorované nanostruktury představují potenciální katalyzátory. Generované palladium-niklové koloidy byly vyrobeny reakcí v plazmatu s nízkou energií a skládají se z nanočástic NiOz o velikosti 30-40 nm obklopených7 nm Pd nanočásticemi. Chemická povaha směsi těchto nanočástic byla řízena množstvím Pd soli obsažené v procesu laserové syntézy. Toto řízení vedlo k tvorbě nanomateriálů kombinujících vysokou magnetickou citlivost a silné katalytické účinky. Na základě mode-lové redukce 4-NP, jednoho z nejhorších světových polutantů, bylo možné zjistit, že zvyšující se množství Pd vede ke zvýšení katalytického účinku, přičemž frekvence reakčního obratu pro nejvyšší koncentraci Pd překračuje3181 h1, což dle literatury konkuruje nejúčinnějším katalyzátorům na bázi paladia a nosiče. Kromě toho vzorek složený z 8,35 % Pd a 91,65 % Ni vykazuje vynikající úroveň nanesených nanočástic na grafenový materiál, což může přinést mnoho výhod v možných aplikacích v katalýze díky očekávanému navýšení katalytického účinku vyvolaného synergií mezi nanoslitinou a částečně redukovaným grafenem oxidu. Celkově tato práce představuje krok vpřed v jemné kontrole fyzikálně-chemických vlastností nanomateriálů, což má v konečném důsledku příznivý dopad na tak zásadní technologickou oblast, jakou je katalýza. cs
dc.description.abstract The central theme of the thesis is the eco-friendly laser-assisted synthesis of Pd-NiOz nanoparticles (NPs) decorating partly reduced graphene oxide (prGO) support for their use as catalysts. The NPs obtained in a colloidal form were produced from a low energy plasma reaction and consist of 30-40 nm size NiOz NPs surrounded by 7 nm Pd NPs. The chemical nature of these NPs mixture was controlled by the amount of Pd salt included in the laser-mediated synthesis process. Such control resulted in the design of nanomaterials combining high magnetic responsiveness and robust catalytic behaviour. As experimentally identified through the model reduction of 4-NP, one of the worst world pollutants, the increasing amount of Pd leads to increased catalytic performance. At the same time, the turnover frequency for the highest Pd concentration overcomes 3181 h1, which is competitive with the highest values of Pd NPs/support catalysts found in the literature. In addition, the sample composed of 8.35 wt% Pd and 91.65 wt% Ni exhibits an excellent decoration of prGO, which can bring many benefits for future applications in the catalysis field due to the expected catalytic enhancement prompted by the synergies between the nanoalloy and prGO. Overall, the current thesis represents a step forward in the fine control over the nanomaterials physicochemical features, which ultimately has a beneficial impact on a technological field as critical as catalysis. en
dc.format 107 s.
dc.format.extent -
dc.language.iso cs
dc.relation.isbasedon par[1] FERRANDO, Riccardo; JELLINEK, Julius; JOHNSTON, Roy L. Nanoalloys: from theory to applications of alloy clusters and nanoparticles. Chemical reviews, 2008, 108.3: 845-910.
dc.relation.isbasedon [2] AGUILERA-GRANJA, F., et al. Structural and magnetic properties of X 12 Y (X, Y= Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, and Pt) nanoalloys. The Journal of Chemical Physics, 2010, 132.18: 184507.
dc.relation.isbasedon [3] GAWANDE, Manoj B.; FORNASIERO, Paolo; ZBOR&
dc.relation.isbasedon x30c;IL, Radek. Carbon-Based Single-Atom Catalysts for Advanced Applications. ACS Catalysis, 2020, 10.3: 2231-2259.
dc.relation.isbasedon [4] GUISBIERS, G., et al. Size and shape effects on the phase diagrams of nickel-based bimetallic nanoalloys. The Journal of Physical Chemistry C, 2017, 121.12: 6930-6939.
dc.relation.isbasedon [5] ABDELSAYED, Victor, et al. Laser synthesis of bimetallic nanoalloys in the vapor and liquid phases and the magnetic properties of PdM and PtM nanoparticles (M= Fe, Co and Ni). Faraday Discussions, 2008, 138: 163-180.
dc.relation.isbasedon [6] ZHANG, Dongshi; GO&
dc.relation.isbasedon x308;KCE, Bilal; BARCIKOWSKI, Stephan. Laser synthesis and processing of colloids: fundamentals and applications. Chemical reviews, 2017, 117.5: 3990-4103.
dc.relation.isbasedon [7] SAKAMOTO, Masanori; FUJISTUKA, Mamoru; MAJIMA, Tetsuro. Light as a construction tool of metal nanoparticles: Synthesis and mechanism. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 2009, 10.1: 33-56.
dc.relation.isbasedon [8] MATSUMOTO, Ayumu, et al. Transfer of the species dissolved in a liquid into laser ablation plasma: an approach using emission spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry C, 2015, 119.47: 26506-26511.
dc.relation.isbasedon [9] TORRES-MENDIETA, Rafael, et al. Laser-assisted synthesis of Fe-Cu oxide nanocrystals. Applied Surface Science, 2019, 469: 1007-1015.
dc.relation.isbasedon [10] SARAEVA, Irina Nikolaevna, et al. Laser synthesis of colloidal Si@ Au and Si@ Ag nanoparticles in water via plasma-assisted reduction. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2018, 360: 125-131.
dc.relation.isbasedon [11] REVATHY, T. A., et al. Highly active graphene-supported palladium-nickel alloy nanoparticles for catalytic reduction of 4-nitrophenol. Applied Surface Science, 2018, 449: 764-771.
dc.relation.isbasedon [12] GAO, Xiang, et al. Facile synthesis of PdNiP/Reduced graphene oxide nanocomposites for catalytic reduction of 4-nitrophenol. Materials Chemistry and Physics, 2019, 222: 391-397.
dc.relation.isbasedon [13] LEPPERT, Linn; KEMPE, Rhett; KÜMMEL, Stephan. Hydrogen binding energies and electronic structure of Ni&
dc.relation.isbasedon x2013;Pd particles: a clue to their special catalytic properties. Physical Chemistry Chemical Physics, 2015, 17.39: 26140-26148.par
dc.rights Vysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26 cs
dc.rights A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26 en
dc.rights.uri https://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.uri https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subject reaktivní laserová ablace cs
dc.subject řízení chemického složení cs
dc.subject nanočástice paladia cs
dc.subject nanočástice niklu cs
dc.subject interakce kov-nosič cs
dc.subject nanokatalyzátor cs
dc.subject grafenový nosič cs
dc.subject reactive laser ablation en
dc.subject control of chemical composition en
dc.subject palladium nanoparticle en
dc.subject nickel nanoparticle en
dc.subject metal-support interaction en
dc.subject nanocatalyst en
dc.subject graphene-based nanosupport en
dc.title Laser-generated synthesis of Pd-Ni nanoalloys usable as catalysts cs
dc.title Laser-generated synthesis of Pd-Ni nanoalloys usable as catalysts en
dc.type diplomová práce cs
dc.date.updated 2021-6-17
dc.degree.level Ing.
dc.date.defense 2021-06-17
dc.date.committed 2021-5-17
local.faculty Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií cs
local.department.abbreviation NTI
dc.identifier.signature V 202102976
local.identifier.stag 41467
local.degree.programme Nanotechnologie
local.degree.discipline NA-N
local.faculty.abbreviation FM
dc.description.mark
local.degree.programmeabbreviation N0719A270001
local.note.administrators automat
local.identifier.verbis
local.identifier.verbis 6296216f-e1d7-4be9-b67c-93a93eb73934
local.degree.abbreviation Navazující
local.poradovecislo 2976
local.identifier.author M19000143
local.note.secrecy Povoleno ZverejnitPraci Povoleno ZverejnitPosudky


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search DSpace

Advanced Search

Browse

My Account