Synthesis and characterization of single-atom doped graphene derivatives

Bc. Miroslav VAVREČKA

Diplomová práce

Abstract:

Single-atom catalysts (SACs) offer maximum access to the catalytically active sites and combine the advantages of both homogeneous and heterogeneous catalysis. Densely functionalized graphene derivatives graphene acid and cyanographene are used for robust coordination of metal ions (Pt, Au, Fe, Ni, Co) in single atomic form at room temperature. Formation of nanopartricles is thus completely bypassed, as electron microscopy revealed, while the metals ions are immobilized on the graphene 2D ligands with high homogeineity, as observed after the mapping with energy dispersive X-ray spectroscopy. Very interesting catalytic effects of these hybrids are observed in industrially important reactions at very low metal content. The method of very efficient and cost-effective preparation of single metal-atom graphene hybrids opens the door to a large family of the next generation of heterogeneous catalysts.

Abstract:

Katalyzátory na bázi jednoho atomu (SACs) poskytují maximální přístup ke katalyticky aktivním místům a kombinují výhody jak homogenní, tak heterogenní katalýzy. Vysoce funkcionalizované grafenové deriváty grafenová kyselina a cyanographene jsou zde za pokojové teploty použity pro robustní koordinaci kovových iontů (Pt, Au, Fe, Ni, Co) v jednoatomární formě. Jak odhaluje elektronová mikroskopie, tvorba nanočástic je tak zcela potlačena a místo toho jsou ionty kovů imobilizovány na 2D grafenových ligandech s vysokou homogenitou, což potvrzuje prvkové mapování pomocí energiově disperzní rentgenové spektroskopie. Jsou pozorovány velmi zajímavé katalytické účinky těchto hybridů v průmyslově důležitých reakcích při velmi nízkém obsahu kovu. Metoda velmi účinné a cenově přijatelné přípravy hybridů grafenu s jednoatomární formou kovu otevírá dveře velké rodině heterogenních katalyzátorů příští generace.

Keywords

Grafen, deriváty grafenu, dopování kovů, jednoatomové katalyzátory

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: -- AAA-neuveden

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Chemie / Materiálová chemie