Sinteza CeO2 dopiranog sa Zr metodom sagorijevanja

diplomski rad

• Naslov (engleski): Combustion synthesis of Zr-doped CeO2
• Autor: Helena Bach-Rojecky
• Mentor: Stanislav Kurajica (mentor)
• Član povjerenstva: Stanislav Kurajica (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Juraj Šipušić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marina Duplančić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-09-07, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Cerijev (IV) oksid dopiran cirkonijem obećavajući je katalitički materijal opsežno istražen i korišten u katalitičkim konverterima s trostrukim djelovanjem, oksidaciji hlapivih organskih spojeva (VOCs), gorivnim člancima s čvrstim oksidom kao elektrolitom itd. Ovako širok interes ovaj materijal zahvaljuje svom visokom kapacitetu skladištenja i otpuštanja kisika, dobrim redukcijskim svojstvima i toplinskoj stabilnosti. U ovom radu su čiste i cirkonijem dopirane nanočestice (Ce1-xZrxO2, gdje je x = 0, 0,1, 0,2 i 0,3) pripremljene metodom sagorijevanja koristeći glicin kao gorivo te cerijeve i cirkonijeve nitrate kao oksidanse. Dobiveni prašci karakterizirani su rendgenskom difrakcijskom analizom (XRD), infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom (FTIR), diferencijalnom toplinskom i termogravimetrijskom analizom (DTA-TGA) te pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM). Katalitička aktivnost pripremljenih nanokatalizatora ispitana je u procesu oksidacije VOC. Temperatura sagorijevanja se povećavala s povećanjem udjela cirkonija u uzorcima. Na difraktogramima svih uzoraka uočljivi samo difrakcijski pikovi za cerijev oksid. Veličine kristalita kreću se u rasponu 25,2 do 11,7 nm i ne mijenjaju se značajno nakon toplinske obrade na 500 °C u trajanju od 2 sata, što ukazuje na dobru toplinsku stabilnost pripremljenih uzoraka. SEM analiza je pokazala da su dobiveni uzorci vrlo porozni. Uzorak cerijevog oksida s 10 mol. % Zr pokazao je najbolju katalitičku aktivnost u procesu oksidacije VOC.

Sažetak (engleski)

Zirconium doped ceria is a promising catalytic material extensively researched and used in three way catalytic converters, oxidation of volatile organic compounds (VOCs), solid oxide fuel cells etc. Such wide interest this material owns to its high oxygen storage and release capacity, high reduction properties and thermal stability. In this work, pure and zirconium doped ceria nanoparticles (Ce1-xZrxO2, where x = 0, 0,1, 0,2 and 0,3) were prepared by combustion synthesis using glyceneas fuel and cerium and zirconium nitrates as oxidants. The obtained powders were characterized using X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential thermal and thermogravimetric analysis (DTA-TGA), as well as scanning electron microscope (SEM). The catalytic activity of the prepared nanocatalysts was tested in the VOCs oxidation process. The combustion temperature increased with the increase of zirconium content in the samples. XRD patterns show solely ceria diffraction peaks. The crystallite sizes are in range from 25,2 to 11,7 nm, and they do not change significantly after thermal treatment at 500 °C for 2 hours, indicating good thermal stability of the prepared samples. SEM analysis showed that the obtained samples are very porous. The ceria sample with 10 mol. % of zirconium exhibited the best catalytic activity in the VOCs oxidation process.

• Ključne riječi: cerijev(IV) oksid; cirkonij; sinteza sagorijevanjem; kataliza
• Ključne riječi (engleski): ceria; zirconium; combustion synthesis; catalysts
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:176790
• Projekt: Šifra: IP-2018-01-2963; Naziv: Hidrotermalna sinteza dopiranog cerij oksidnog nanokatalizatora; Kratica: HOuDiNI; Voditelj: Stanislav Kurajica; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: HRZZ; Linija financiranja: IP
• Studijski program: Naziv: Primijenjena kemija; smjerovi: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije, Specifični materijali i napredne tehnologije, Primijenjena organska kemija; Smjer: Specifični materijali i napredne tehnologije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra primijenjene kemije (mag. appl. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-03-10 15:19:35