Preludium 10 – Opracowanie technik spektroskopowej analizy powierzchni…


Dane projektu:

Numer: 2015/19/N/ST8/00181
Kierownik: mgr Damian Chlebda
Przyznana kwota: 150 000 PLN
Rozpoczęcie projektu: 2016-07-18
Czas trwania projektu: 36 miesięcy

P rzedstawiony projekt spełnia najbardziej oczekiwane potrzeby na opracowanie nowej metodologii, która umożliwi obserwację bogactwa i charakteru struktury powierzchni, angażując w tym celu nowoczesne metody spektroskopii in situoperando (Raman, IR, UV-Vis) oraz ich kombinacje z technikami mikroskopowymi. Pomiary spektroskopowe powierzchni idealnie należy przeprowadzić w realnych warunkach katalitycznych. Pomiar in situ odnosi się do dowolnego pomiaru spektroskopowego, który jest prowadzony w zadanych warunkach reakcji, przez co daje lepszy wgląd w proces katalityczny. Nowy termin określający spektroskopię operando wprowadzono do zagadnień literatury z dziedziny katalizy na początku XXI wieku. Jego znaczenie określa szczególną wagę połączenia zasadniczej metody spektroskopii powierzchni z procesem katalitycznym zachodzącym w tym samym czasie i w tej samej próbce, w rzeczywistych warunkach reakcji. Zrozumienie ścieżki przemiany jakiej dokonuje cząsteczka substratu w procesie przekształcania się w produkt, jej sposób interakcji z powierzchnią materiału katalitycznego jest wyzwaniem napędzającym ciekawość. Chociaż wielu chemików włożyło wiele wysiłku w wyjaśnianie procesów katalitycznych, liczba przypadków wymagających głębszego zrozumienia wciąż rośnie.

Publikacja wyników projektu w czasopismach:

  1. Chlebda, D.K., Jodłowski, P.J., Jędrzejczyk, R.J., Łojewska, J., 2D-COS of in situ μ-Raman and in situ IR spectra for structure evolution characterisation of NEP-deposited cobalt oxide catalyst during n-nonane combustion, Spectrochimica Acta – Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 186, 2017, p. 44-51
    DOI: 10.1016/j.saa.2017.06.009
  2. Chlebda, D.K., Jodłowski, P.J., Jędrzejczyk, R.J., Łojewska, J., Surface structure of cobalt, palladium, and mixed oxide-based catalysts and their activity in methane combustion studied by means of micro-Raman spectroscopy, Journal of Raman Spectroscopy, vol 48 (12), 2017, p.1871-1880, DOI: 10.1002/jrs.5261
  3. Jodłowski, P.J., Jȩdrzejczyk, R.J., Chlebda, D.K., Dziedzicka, A., Kuterasiński, Ł., Gancarczyk, A., Sitarz, M., Non-noble metal oxide catalysts for methane catalytic combustion: Sonochemical synthesis and characterization, Nanomaterials, vol. 7(7) 2017 174, DOI: 10.3390/nano7070174
  4. Chlebda, D.K., Jodłowski, P.J., Jędrzejczyk, R.J., Łojewska, J.; Generalised two-dimensional correlation analysis of the Co, Ce, and Pd mixed oxide catalytic systems for methane combustion using in situ infrared spectroscopy, Spectrochimica Acta – Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 192, 2018, p. 202-210, DOI: 10.1016/j.saa.2017.11.020
  5. Jodłowski, P.J., Chlebda, D.K., Jędrzejczyk, R.J., Dziedzicka, A., Kuterasiński, Ł., Sitarz, M., Characterisation of well-adhered ZrO2 layers produced on structured reactors using the sonochemical sol–gel method, Applied Surface Science, vol. 427, 2018, p. 563-574, DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.08.057
  6. Chlebda, D.K., Stachurska P., Jȩdrzejczyk, R.J., Kuterasiński, Ł., Dziedzicka, A., Górecka S., Chmielarz L., Łojewska J., Sitarz, M., Jodłowski, P.J.,, DeNOx Abatement over Sonically Prepared Iron-Substituted Y, USY and MFI Zeolite Catalysts in Lean Exhaust Gas Conditions, Nanomaterials, vol. 8(1), 2018, 21, DOI: 10.3390/nano8010021

Prezentacja wyników projektu na konferencjach:

9 międzynarodowych oraz 2 ogólnopolskie wystąpienia konferencyjne:

  1. Sonochemically prepared metal nanoparticles sized by DLS and AFM topography measurements as catalysts additive; Intern. Workshop on Functional Nanoporous Materials “FuNaM”, 13-14.10.16, Kraków
  2. Evaluation of the surface intermediates during the methane catalytic combustion over non-noble catalysts by in situ NIRS and 2D-COS; CSI XL, 11-16.06.17, Pisa, Italy
  3. An integrated AFM-Raman instrument for studying heterogeneous catalytic systems – example of multicomponent systems deposited on kanthal steel; XIVth ICMS From Molecules to Functional Materials; 3-7.09.17, Białka Tatrzańska
  4. Sonochemically Prepared Zeolite Catalysts in the Reduction of NOx by NH3 in Lean Gas Conditions: Catalyst Characterization and Activity Study; 2nd FuNaM; 5-6.11.18, Kraków
  5. Study of Reaction Intermediates of Methane Catalytic Oxidation on Pd/Al2O3 and Co/Pd/Al2O3; 50. Symposium on Catalysis; 5-6.11.18, Praga, Czechy
  6. Molecular structures of supported oxide catalysts investigated by Raman Spectroscopy, 5th International School-Conference on Catalysis for Young Scientists “Catalyst Design: From Molecular to Industrial Level”, 20-23.05.18, Moskwa Rosja
  7. Co/Pd based mixed oxide catalysts for methane combustion: structure and activity studies; 7th European Young Engineers Conference, 23-25.04.18, Warszawa
  8. Investigation on catalytic activity in methane combustion and resistance to thermal ageing of Co/Pd based catalytic systems, 3rd ANQUE-ICCE Intern. Congress of Chemical Engineering, 18-22.06.19, Santander, Hiszpania
  9. In situ Raman spectroscopy and AFM-Raman conjugated microscopy surface analysis of alumina-supported metal oxide catalysts, 47th IUPAC World Chemistry Congress, 9-12.07.19, Paryż, Francja
  10.  XLIX Ogólnopolskie Kolokwium Katalityczne, 15-17.03.17 Kraków Polska
  11. Mikrosympozjum „Projektowanie katalizatorów heterogenicznych – od centrum aktywnego do reaktora katalitycznego”; 22.11.18, Kraków

Zakupiona aparatura:

  1. Dodatkowe wyposażenie dedykowane do układu sprzężonego mikroskopu sił atomowych (AFM) i mikroskopu ramanowskiego
  2. Wyposażenie dodatkowe dedykowane do spektrometru ramanowskiego
  3. Dysk przenośny zewnętrzny