Modellering van atomaire laag depositie van Pt nanodeeltjes voor katalyse

Groep: CoCooN

Promotor: Jolien Dendooven, Christophe Detavernier

Begeleiding: Jolien Dendooven

Inlichtingen: tel. 09/264.43.42 of contacteer rechtstreeks een betrokken persoon (de contact-gegevens opvragen door op de naam te klikken)

Edelmetalen worden gekenmerkt door een hoge chemische stabiliteit en uitstekende katalytische eigenschappen, en worden daarom ingezet in tal van industriële toepassingen. Pt nanodeeltjes worden bijvoorbeeld gebruikt als autokatalysator en als katalysator in brandstofcellen. Eén van de technieken die kan gebruikt worden voor de fabricage van Pt nanodeeltjes op verschillende substraatoppervlakken is Atomaire Laag Depositie (ALD). Deze synthesemethode laat toe om complexe 3D-structuren conform te bedekken met nanodeeltjes, wat een belangrijk voordeel is voor katalytische toepasssingen waar men een zo groot mogelijk actief oppervlak per volume materiaal wenst. De ALD techniek biedt ook unieke mogelijkheden om de vorm, grootte en bedekkingsgraad van de nanodeeltjes op nauwkeurige wijze te controleren. Dit vereist echter een diepgaand begrip van de Pt nanodeeltjesvorming tijdens ALD.

Het doel van deze thesis is om via modellering meer inzicht te verwerven in de verschillende processen die een rol spelen bij de deeltjesvorming tijdens ALD van Pt (zie figuur). In het bijzonder zal er een model opgesteld worden dat de diffusie van Pt atomen, PtO2 moleculen en Pt nanodeeltjes over het oppervlak in rekening brengt. De simulatieresultaten zullen vergeleken worden met experimentele data die recent door de onderzoeksgroep opgemeten werden tijdens Pt ALD experimenten aan de synchrotron. Op die manier trachten we te begrijpen hoe oppervlakdiffusie bijdraagt tot de uiteindelijke morfologie van de gesynthetiseerde Pt nanodeeltjes. Eventueel zullen er bijkomende experimenten gedaan worden ter toetsing van het model. De nadruk van deze scriptie ligt op het opstellen en programmeren van een fysisch relevant model en slechts in beperkte mate op experimenteel werk.

 

cocoon9 2016-2017