Διακριτές διαμορφώσεις οξοβολφραμικών (WOx) θέσεων υποστηριγμένων σε TiO2 (anatase) και TiO2 (P25)

• Κύριοι συγγραφείς: Φιφλής, Ιωάννης, Ανδρικογιαννόπουλος, Γεώργιος
• Άλλοι συγγραφείς: Fiflis, Ioannis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Βολφράμιο; Τιτάνια; Φασματοσκοπία; Tungsten; Titania; Spectroscopy; Raman; FTIR

Ο σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη και η σύγκριση της στερεοχημικής δομής των καταλυτών WO3, υποστηριγμένων σε δύο πολυμορφικές διαμορφώσεις του φορέα της Τιτάνιας, την TiO2(P25) και την TiO2(anatase). Οι καταλύτες WO3 σε φορείς TiO2(P25) και TiO2(anatase) παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο του υγρού εμποτισμού σε διάφορες φορτίσεις. Μελετήθηκαν με χρήση φασματοσκοπικής μεθόδου Raman, υπό ελεγχόμενες in situ συνθήκες, έγινε έτσι επιτρεπτή η εκτενέστερη μελέτη των δομικών χαρακτηριστικών των καταλυτών και των αλλαγών τους, που λαμβάνουν χώρα με τη μεταβολή της θερμοκρασίας και της φόρτισης. Σε συνδυασμό με την φασματοσκοπία Raman σε συνθήκες in situ και στατικές, αυτήν της FTIR in situ, καθώς και πειραμάτων ισοτοπικής υποκατάστασης 18O2/16O2 εξήχθησαν χρήσιμες και συμπληρωματικές πληροφορίες για τη μελέτη των δομικών χαρακτηριστικών των καταλυτών σε μοριακό επίπεδο. Η στερεοχημική δομή των εναποτεθειμένων επί της τιτάνιας οξο-βολφραμικών ειδών εξαρτάται άμεσα από τη φόρτιση και τη θερμοκρασία. Κατά τη λήψη των φασμάτων, βρέθηκε ότι έχουν δημιουργηθεί 3 διαφορετικές διαμορφώσεις οξοβολφραμικών ειδών στον καταλύτη. Το Species-I, το οποίο υπερισχύει σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και εμφανίζεται σε υψηλότερους κυματαριθμούς, το Species-II, που κυριαρχεί στις υψηλές θερμοκρασίες και εμφανίζεται σε χαμηλότερους κυματαριθμούς. Τα δύο αυτά είδη είναι mono-oxo, δηλαδή έχουν ένα τερματικό δεσμό (W=O), όπως επιβεβαιώθηκε και από την ισοτοπική υποκατάσταση. Το τρίτο είδος, Species-III, εμφανίστηκε σε χαμηλές θερμοκρασίες και είναι πιθανότατα di-oxo είδος, δηλαδή αποτελείται από δύο τερματικούς δεσμούς W=O [W(=O)2]. Το συμπέρασμα αυτό προκύπτει από τις κορυφές της συμμετρικής και αντισυμμετρικής δόνησης που εμφανίζονται στην υπέρυθρη φασματοσκοπία. Όσον αφορά την επίδραση της φόρτισης, το είδος I υπερισχύει σε χαμηλές φορτίσεις ενώ το II στις υψηλές, και παράλληλα το είδος III εμφανίζεται κυρίως στις ενδιάμεσες φορτίσεις. Το φαινόμενο της εξέλιξης της δομής/διαμόρφωσης των ειδών (WOx)n κατά τη μεταβολή της θερμοκρασίας φαίνεται να είναι αντιστρεπτό, καθώς οι διαμορφώσεις που κυριαρχούν σε υψηλές θερμοκρασίες μπορούσαν να αποκατασταθούν μετά από προγραμματισμένη ψύξη και επαναθέρμανση και λήψη όλων των φασμάτων κάθε θερμοκρασίας.