Adsorbtie moleculara si reactii sub straturi bi-dimensionale


Project Director: Dr. Nicoleta APOSTOL
Titlul proiectului: Adsorbtie moleculara si reactii sub straturi bi-dimensionale
Cod proiect: PN-III-P1-1.1-TE-2019-0916
Nr contract: TE 187
Perioada: 11.01.2021 - 31.12.2022
Acronim: CHEM2DSHELL
Abstract: Acest proiect va studia intercalarea monoxidului de carbon (CO) si reactii ale CO (inserarea, oxidarea si desorbtia) in scopul de a sintetiza hidrogen sau alcani (reactia Fischer-Tropsch) la suprafata grafena(Gr)/Pt(001), cu ajutorul metodelor XPS, NEXAFS, LEED, STM si TPD. Motivele principale pentru studiul acestei suprafete sunt faptul ca s-a demonstrat ca Gr pe Pt(111) este una din cele mai slabe legaturi Gr-metal – iar datorita incomensurabilitatii Pt(001) cu structura Gr, se presupune ca in cazul Gr pe Pt(001) va fi si mai slaba – si reconstructia hex complexa a Pt(001) care ar putea oferi o afinitate crescuta pentru adsorbtia de CO fata de suprafata mai compacta, fara suprastructura a Pt(111).
Acest studiu va oferi posibilitatea elucidarii unor notiuni fundamentale si determinarii punctelor de inserare si cailor de reactie, cat si parametrilor relevanti cum ar fi energia de adsorbtie, bariera de energie pentru reactie si frecventa de revenire pentru aceste procese. De asemenea, proiectul va constitui un pas important in avansul tehnologic spre folosirea la scara industriala a straturilor ultrasubtiri de carbon depuse pe filme de Pt, pentru aplicatii ce presupun saracirea si/sau conversia de CO.
Nicoleta G. Apostol - project director
Dr. Ruxandra M. Costescu
Dr. George A. Lungu
Dr. Cristian A. Tache
PhD student Ioana A. Hristea

Rezumatul proiectului

Principalul obiectiv al proiectului a vizat înțelegerea mecanismelor de intercalare a monoxidului de carbon (CO) și reacții ale moleculei CO (inserarea, oxidarea și desorbția) în scopul de a sintetiza hidrogen sau alcani (reacția Fischer-Tropsch) la suprafața grafenă (Gr)/Pt(001), cu ajutorul metodelor XPS, NEXAFS, LEED, STM și TPD, folosind radiația de sincrotron. Acest studiu va oferi posibilitatea elucidării unor noțiuni fundamentale și determinării punctelor de inserare și căilor de reacție, cât și parametrilor relevanți cum ar fi energia de adsorbție, bariera de energie pentru reacție și frecvența de revenire pentru aceste procese. De asemenea, proiectul ar putea constitui un pas important în avansul tehnologic spre folosirea la scară industrială a straturilor ultrasubțiri de carbon depuse pe monocristale de Pt(001) atomic curate, pentru aplicații ce presupun sărăcirea și/sau conversia moleculei CO.

Rezultate Etapa 1:

Înțelegerea și modelarea mecanismelor de oxidare a monoxidului de carbon prin analiza comparată a spectrelor de fotoelectroni cu rezoluție temporală, a imaginilor de microscopie tunel și de difracție de electroni.

Rezultate Etapa2:

Înțelegerea și modelarea mecanismelor de producere de hidrogen sau de alcani prin reacții ale monoxidului de carbon cu apa, prin analiza comparată a spectrelor de fotoelectroni cu rezoluție temporală.

Stadiul realizării obiectivelor.
Toate obiectivele specificate în cadrul proiectului, aferente fiecărei etape a acestui proiect de cercetare, au fost realizate în conformitate cu tema programului de lucru.
Stadiul valorificării rezultatelor știinţifice.
În cadrul perioadei de execuție raportată (11.01.2021 – 31.12.2022), rezultatele obținute au fost diseminate sub forma a 3 prezentări orale, 2 lucrări în evaluare și preconizarea trimiterii spre publicare a altor 2 lucrări ce vor mulțumi acestui proiect.

Participări conferințe:

Adsorption, dissociation and desorption of carbon monoxide on Pt(001)- hex" R.M. Costescu, N.G. Apostol, A. Nicolaev, D. Lizzit, E. Tosi, C. Bucur, C.A. Tache,  G.A. Lungu, A. Pena, P. Lacovig, S. Lizzit, C.M. Teodorescu, RomCat Conference 2022, The 13th International Symposium of the Romanian Catalysis Society, June22-24, Baile Govora, Romania –prezentare orală

Intercalation of carbon monoxide in sub-monolayer graphene on Pt(001)-hex" A. Nicolaev, N.G. Apostol, R.M. Costescu, D. Lizzit, E. Tosi, C. Bucur, C.A. Tache,  G.A. Lungu, A. Pena, P. Lacovig, S. Lizzit, C.M. Teodorescu, RomCat Conference 2022, The 13th International Symposium of the Romanian Catalysis Society, June22-24, Baile Govora, Romania – prezentare orală

Surface reactions of CO and H2 on 0.5 ML Gr/Pt(001)-hex at room temperature " N.G. Apostol, A. Nicolaev, R.M. Costescu, D. Lizzit, E. Tosi, C. Bucur, P. Lacovig, S. Lizzit, C.M. Teodorescu, RomCat Conference 2022, The 13th International Symposium of the Romanian Catalysis Society, June22-24, Baile Govora, Romania – prezentare orală

Lucrări în evaluare:

"Surface charge dynamics on air-exposed ferroelectric Pb(Zr,Ti)O3(001) thin films" L.E. Abramiuc, L.C. Tănase, M.J. Prieto, Lucas de Souza Caldas, A. Tiwari, N.G. Apostol, M.A. Hușanu, C.F. Chirilă, T. Schmidt, L. Pintilie, C.M. Teodorescu, Nanoscale, RIS = 2.877, IF=8.307

"Adsorption geometry and electronic structure of carbon monoxide on Pt(001)" N. G. Apostol, R.M. Costescu, A. Nicolaev, D. Lizzit, M. Schied, E. Tosi, G.A. Lungu, L.E. Borcan, C.A. Tache, S. Lizzit, P. Lacovig, C.M. Teodorescu, Physical Review Letters, RIS= 6.224, IF=9.185

Lucrări în preparare:

Surface reactions of CO-H2 and water on sub-monolayer of graphene growth on Pt(001)-hex at room temperature", A. Nicolaev, N.G. Apostol, R.M. Costescu, D. Lizzit, E. Tosi, C. Bucur, C.A. Tache, A.G. Lungu, A. Pena, P. Lacovig, S. Lizzit, C.M. Teodorescu

Spin polarization in graphene grown on Pt(001) and its quenching by hydrogenation" C.M. Teodorescu, N.G. Apostol, D. Lizzit, G.A. Lungu, A. Nicolaev, C.A. Tache, E. Tosi, A.C. Pena

Înțelegerea și modelarea mecanismelor de intercalare, oxidare și desorbție a monoxidului de carbon cu grafena depusă pe un substrat de Pt(001), și a reacțiilor monoxidului de carbon cu apa în vederea producerii de hidrogen sau alcani.

Nicoleta G. Apostol

Scientific Researcher II
National Institute of Materials Physics
Atomistilor Str. 405A
077125 Magurele-Ilfov
Romania


PROJECTS/ PROIECTE NATIONALE


Back to top

Copyright © 2022 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved