In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25)
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της δομής καταλυτών VOx υποστη-ριγμένων σε TiO2 (P25) με μεθόδους φασματοσκοπίας Raman και IR. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα με τρεις φασματοσκοπικές μεθόδους χαρακτηρισμού, in situ Raman (μόνιμη ροή 20% O2/He),in situ IR (μόνιμη ροή 20% O2/He) και...
| Κύριοι συγγραφείς: | , |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/23495 |
| id |
nemertes-10889-23495 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Φασματοσκοπία Raman Ετερογενής κατάλυση Καταλύτες Φασματοσκοπία IR Raman spectroscopy IR spectroscopy Heterogeneous catalysis Catalysts |
| spellingShingle |
Φασματοσκοπία Raman Ετερογενής κατάλυση Καταλύτες Φασματοσκοπία IR Raman spectroscopy IR spectroscopy Heterogeneous catalysis Catalysts Θανούκου, Ειρήνη Χρυσοβέργη, Νεφέλη In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25) |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της δομής καταλυτών VOx υποστη-ριγμένων σε TiO2 (P25) με μεθόδους φασματοσκοπίας Raman και IR. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα με τρεις φασματοσκοπικές μεθόδους χαρακτηρισμού, in situ Raman (μόνιμη ροή 20% O2/He),in situ IR (μόνιμη ροή 20% O2/He) και static Raman (σταθερή ατμόσφαιρα Ο2). Η χρήση της φασματοσκοπίας Raman, υπό ελεγχόμενες συνθήκες (in situ), επέτρεψε την εκτενέστερη μελέτη των δομικών χαρακτη-ριστικών των καταλυτών και των αλλαγών τους, που λαμβάνουν χώρα με τη μεταβολή της θερμοκρα-σίας και της φόρτισης. Ο συνδυασμός της δονητικής φασματοσκοπίας Raman και ισοτοπικής εναλλα-γής 18O/16O χρησιμοποιήθηκε για εκτενέστερη διερεύνηση, επιδιώκοντας τη διεξαγωγή συμπερα-σμάτων για τα δομικά χαρακτηριστικά τερματικών απολήξεων (μονο-οξο ή πολυ-όξο χαρακτήρας) των μοριακών διαμορφώσεων στην διεσπαρμένη φάση.
Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε θερμοκρασίες 120, 175, 250 και 430 oC και φορτίσεις 0.4, 0.74, 1.1, 2.0, 4.0 και 5.5V/nm2. Με βάση τα αποτελέσματα προκύπτει ότι υπάρχει ετερογένεια στις δομές VOx που σχηματίζονται. Εντοπιστήκαν τρία διαφορετικά είδη τα οποία ονομάζουμε είδος (Ι), (ΙΙ) και (ΙΙΙ) για φορτίσεις μέχρι 2.0 V/nm2, και είδος (IA), (IIA), (IIIA) για τις φορτίσεις 4.0 και 5.5 V/nm2. Τα είδη (Ι), (IA) και (ΙΙ), (IIA) θεωρούνται μονομερή με mono-oxo τερματική απόληξη, δηλαδή έχουν ένα τερματικό δεσμό V=O, ενώ το είδος (ΙΙΙ), (IIIA) θεωρείται di-oxo, δηλαδή έχει δύο τερματικούς δεσμούς V=O. Επιπλέον, παρατηρήθηκαν και γεφυρωτικοί δεσμοί για φορτίσεις μεγαλύτερες από 1.1V/nm2 , που ονομάστηκαν (IV), (IVA).
Από την ανάλυση των φασμάτων συμπεραίνεται ότι το είδος (Ι) παραμένει σταθερό με την αύξη-ση της φόρτισης πάνω από 2.0 V/nm2. Ο σχηματισμός του είδους (ΙΙ) ευνοείται από την αύξηση της θερμοκρασίας και της φόρτισης. Επιπλέον το είδος (ΙΑ) φαίνεται να παραμένει σταθερό με αύξηση της φόρτισης και το είδος (ΙΙΑ) ευνοείται με αλλαγή φόρτισης από 4.0 σε 5.5 V/nm2 ενώ είναι το επι-κρατέστερο είδος. Το είδος (ΙΙΙ) ευνοείται από την μείωση της θερμοκρασίας και την αύξηση της φόρ-τισης, ενώ ο πληθυσμός του φαίνεται να είναι μικρότερος από τα είδη (Ι) και (ΙΙ). Η μείωση της θερμο-κρασίας φαίνεται να προκαλεί μετασχηματισμό του είδους (ΙΙ), (IIA) σε είδος (ΙΙI), (IIIA). Τέλος, οι γεφυ-ρωτικοί δεσμοί δεν επηρεάζονται από τη μεταβολή της θερμοκρασίας. |
| author2 |
Thanoukou, Eirini |
| author_facet |
Thanoukou, Eirini Θανούκου, Ειρήνη Χρυσοβέργη, Νεφέλη |
| author |
Θανούκου, Ειρήνη Χρυσοβέργη, Νεφέλη |
| author_sort |
Θανούκου, Ειρήνη |
| title |
In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25) |
| title_short |
In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25) |
| title_full |
In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25) |
| title_fullStr |
In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25) |
| title_full_unstemmed |
In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25) |
| title_sort |
in situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (vox) υπο-στηριγμένων σε tio2(p25) |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/23495 |
| work_keys_str_mv |
AT thanoukoueirēnē insitumoriakēphasmatoskopiaoxobanadikōneidōnvoxypostērigmenōnsetio2p25 AT chrysobergēnephelē insitumoriakēphasmatoskopiaoxobanadikōneidōnvoxypostērigmenōnsetio2p25 AT thanoukoueirēnē insitumolecularspectroscopyofvoxsupportedintio2p25 AT chrysobergēnephelē insitumolecularspectroscopyofvoxsupportedintio2p25 |
| _version_ |
1799945001090678784 |
| spelling |
nemertes-10889-234952024-03-08T19:25:10Z In situ μοριακή φασματοσκοπία οξοβαναδικών ειδών (VOx) υπο-στηριγμένων σε TiO2(P25) In situ molecular spectroscopy of VOx supported in TiO2(P25) Θανούκου, Ειρήνη Χρυσοβέργη, Νεφέλη Thanoukou, Eirini Chrysovergi, Nefeli Φασματοσκοπία Raman Ετερογενής κατάλυση Καταλύτες Φασματοσκοπία IR Raman spectroscopy IR spectroscopy Heterogeneous catalysis Catalysts Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της δομής καταλυτών VOx υποστη-ριγμένων σε TiO2 (P25) με μεθόδους φασματοσκοπίας Raman και IR. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα με τρεις φασματοσκοπικές μεθόδους χαρακτηρισμού, in situ Raman (μόνιμη ροή 20% O2/He),in situ IR (μόνιμη ροή 20% O2/He) και static Raman (σταθερή ατμόσφαιρα Ο2). Η χρήση της φασματοσκοπίας Raman, υπό ελεγχόμενες συνθήκες (in situ), επέτρεψε την εκτενέστερη μελέτη των δομικών χαρακτη-ριστικών των καταλυτών και των αλλαγών τους, που λαμβάνουν χώρα με τη μεταβολή της θερμοκρα-σίας και της φόρτισης. Ο συνδυασμός της δονητικής φασματοσκοπίας Raman και ισοτοπικής εναλλα-γής 18O/16O χρησιμοποιήθηκε για εκτενέστερη διερεύνηση, επιδιώκοντας τη διεξαγωγή συμπερα-σμάτων για τα δομικά χαρακτηριστικά τερματικών απολήξεων (μονο-οξο ή πολυ-όξο χαρακτήρας) των μοριακών διαμορφώσεων στην διεσπαρμένη φάση. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε θερμοκρασίες 120, 175, 250 και 430 oC και φορτίσεις 0.4, 0.74, 1.1, 2.0, 4.0 και 5.5V/nm2. Με βάση τα αποτελέσματα προκύπτει ότι υπάρχει ετερογένεια στις δομές VOx που σχηματίζονται. Εντοπιστήκαν τρία διαφορετικά είδη τα οποία ονομάζουμε είδος (Ι), (ΙΙ) και (ΙΙΙ) για φορτίσεις μέχρι 2.0 V/nm2, και είδος (IA), (IIA), (IIIA) για τις φορτίσεις 4.0 και 5.5 V/nm2. Τα είδη (Ι), (IA) και (ΙΙ), (IIA) θεωρούνται μονομερή με mono-oxo τερματική απόληξη, δηλαδή έχουν ένα τερματικό δεσμό V=O, ενώ το είδος (ΙΙΙ), (IIIA) θεωρείται di-oxo, δηλαδή έχει δύο τερματικούς δεσμούς V=O. Επιπλέον, παρατηρήθηκαν και γεφυρωτικοί δεσμοί για φορτίσεις μεγαλύτερες από 1.1V/nm2 , που ονομάστηκαν (IV), (IVA). Από την ανάλυση των φασμάτων συμπεραίνεται ότι το είδος (Ι) παραμένει σταθερό με την αύξη-ση της φόρτισης πάνω από 2.0 V/nm2. Ο σχηματισμός του είδους (ΙΙ) ευνοείται από την αύξηση της θερμοκρασίας και της φόρτισης. Επιπλέον το είδος (ΙΑ) φαίνεται να παραμένει σταθερό με αύξηση της φόρτισης και το είδος (ΙΙΑ) ευνοείται με αλλαγή φόρτισης από 4.0 σε 5.5 V/nm2 ενώ είναι το επι-κρατέστερο είδος. Το είδος (ΙΙΙ) ευνοείται από την μείωση της θερμοκρασίας και την αύξηση της φόρ-τισης, ενώ ο πληθυσμός του φαίνεται να είναι μικρότερος από τα είδη (Ι) και (ΙΙ). Η μείωση της θερμο-κρασίας φαίνεται να προκαλεί μετασχηματισμό του είδους (ΙΙ), (IIA) σε είδος (ΙΙI), (IIIA). Τέλος, οι γεφυ-ρωτικοί δεσμοί δεν επηρεάζονται από τη μεταβολή της θερμοκρασίας. This diploma thesis focuses on the study of the structure of VOx catalysts supported in TiO2 (P25) with Raman and IR spectroscopy methods. Experiments were carried out with three spectroscopic characterization methods, in situ Raman (permanent flow 20% O2/He), in situ IR (permanent flow 20% O2/He) and static Raman (stable atmosphere O2). The use of Raman spectroscopy, under controlled conditions (in situ), allowed the more extensive study of the structural features of catalysts and their changes, which take place with the change in temperature and charge. The combination of vibrational spectroscopy and isotopic exchange experiments 18O2/16O2 was used for more extensive investigation, seeking to draw conclusions about the structural features of terminal bonds (mono-oxo or multi-axous character) of molecular modulations in the dispersed phase. The experiments were carried out at temperatures of 120, 175, 250 and 430oC and coverages of 0.4, 0.74, 1.1, 2.0, 4.0 and 5.5 V/nm2. The results indicated that there is heterogeneity in the VOx structures which are formed. Three different species were identified which we call species (I), (II) and (III) for coverages up to 2.0 V/nm2, and species (IA), (IIA), (IIIA) for coverages 4.0 and 5.5 V/nm2. Species (I), (IA) and (II), (IIA) are considered monomers with a mono-oxo terminal bond V=O, while the species (III), (IIIA) is considered di-oxo and they have two terminal bonds V=O. In addition, bridging bonds were also observed for coverages over than 1.1 V/nm2, called (IV), (IVA). From the analysis of the spectra, it is concluded that the species (I) remains stable with the in-crease in coverage above 2.0 V/nm2. The formation of species (II) is favored by the increase in temper-ature and coverage. Moreover, the species (IA) seems to remain stable with the increase in coverage and the species (IIA) is favored by a change of coverage from 4.0 to 5.5 V/nm2 while it is the predomi-nant species. Species (III) is favored by the decrease in temperature and the increase in coverage, while its population appears to be smaller than species (I) and (II). The decrease in temperature seems to cause a transformation of the species (II), (IIA) into a species (III), (IIIA). Finally, the bridging bonds are not affected by the change in temperature. 2022-10-24T06:01:30Z 2022-10-24T06:01:30Z 2022-10-18 https://hdl.handle.net/10889/23495 el Attribution-NonCommercial 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/us/ application/pdf |
