Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
262
T3: P–8 
In situ FTIR study on active centres of metal oxide catalysts 
for methane combustion 
 
Magdalena A. Chrzan
1
, Damian K. Chleba
1
, Przemysław Jodłowski
2
, Ewelina 
Salamon
1
, and Joanna Łojewska
1
 
 
1 
Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, ul. Ingardena 3, 30-060 Kraków, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
2 
Faculty of Chemical Engineering and Technology, Cracow University of Technology, 
Warszawska 24, 30-155 Kraków, Poland 
  
 
Methane catalytic combustion  appears as  an important problem for  many  practical reasons 
connected  with  energy  and  environmental  issues.  At  the  same  time  the  literature  does  not 
provide a clear picture of the reaction mechanism even on the most active and commonly used 
palladium  catalyst.  There  are  several  reasons  for  which  the  mechanism  is  difficult  to  be 
resolved.  One of them originates from a huge energetic barrier of the C-H bond breakage which 
proceeds according to radical mechanism. Due to analytical limitations exact steps that precede 
this slowest step has not been recognized, yet. Although in situ FTIR results gathered by several 
groups  [1–4]  attempted  to  assign  the  stable  surface  intermediate  products  of  methane 
combustion  on  Pd  catalysts  that  come  after  the  slowest  step  still  ambiguous  band  assignment 
prevents the formulation of the trustworthy parallel-consecutive oxidation pathways for methane 
surface  evolution.  Finally,  it  is  not  elucidated  whether  the  methane  oxidation  proceed  via 
adsorption  step by forming  methoxy  groups according  to Langmuir-Hinschelwood  mechanism 
or without adsorption by Rideal-Eley mechanism. 
 
In this study the systematic evaluation of active centres of a series of metal oxide catalysts 
(Fe, Ni, Co, Pd) on different metal oxide supports (CeO
2
, ZrO
2
, TiO
2
, SiO
2
, Al
2
O
3
) was done by 
in  situ  FTIR  method  with  use  of  different  probe  molecules.  Based  on  the  results  the  IR 
vibrations  the  surface  intermediates  have  been  assigned  to  formats,  carbonates  on  different 
active centres. The recognition of methoxy groups on the surface of the working catalyst during 
the  experiments  performed  in  situ  with  FTIR  detection  proved  the  Langmuir-Hinschelwood 
mechanism for methane catalytic combustion. 
 
Keywords: active centres; infrared spectroscopy; probe molecules; metal oxides; methane combustion 
 
Acknowledgment 
Financial  support  for  this  work  was  provided  by  the  National  Science  Centre,  Poland  –  project  no. 
2013/09/B/ST8/00171. 
 
References 
[1]  O. Demoulin, M. Navez, P. Ruiz, Appl. Catal. A-Gen. 295 (2005) 59. 
[2]  M.C. Kung, SS. -Y. Lin, H.H. Kung, Top. Catal. 55 (2012) 108. 
[3]  M. Schmal, M. Souza, V. Alegre, M. Dasilva, D. Cesar, C. Perez, Catal. Today 118 (2006) 392. 
[4]  S. Zhang, J. Shan, L. Nie, L. Nguyen, Z. Wud, F. (Feng) Tao, Surf. Sci. 648 (2016) 156. 
 
 
 
 
 
 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
263
T3: P–9 
Determination of rhodamine 6G (R6G) orientation on SERS-active 
hybrid platform consisting of silver nanoparticles and graphene oxide – 
relationship between graphene layer thickness 
and fluorescence quenching ability 
 
Sylwia Berbeć
1
, and Barbara Pałys
1
 
 
1 
Department of Chemistry, Biological and Chemical Research Centre, University of Warsaw, 
Pasteura 1, 02-093 Warsaw, Poland , e-mail: [e-mail] 
  
 
Herein, we have developed a surface enhanced Raman scattering (SERS) active substrate for 
R6G based on electrochemically reduced graphene oxide and electrochemically deposited silver 
nanostructures.  Such  a  surface  hybrid  material  allowed  the  detection  of  organic  probe  with  a 
very  good  precision.  Furthermore,  the  use  of  partially  reduced  graphene  oxide  not  only 
improved the ability of the surface to adsorb organic molecules but also enabled to suppress the 
fluorescence of the probe and thereby enhanced Raman spectral quality [1–3]. 
 
We propose a very easy way to reduce silver ions on different surfaces using electrochemical 
methods. The great advantage of this approach is the ability to influence the size of structures 
created  on  the  surface  and  the  thickness  of  the  layer  by  changing  the  parameters  of  the 
experiment (reduction time and potential). To increase the ability of silver ion reduction on the 
surface, we modify it with partly reduced graphene oxide and then adsorb ammonia on it. 
Because  of  the  presence  of  structural  defects  in  both  graphene  oxide  and  partially  reduced 
graphene  oxide  so  called  ‘hot  spots’  appear  on  the  surface  that  promote  the  adsorption  of 
molecules or ions. Increasing the hydrophobic nature of the surface may promote the adsorption 
of  organic  particles  by  the  π-  π  stacking  interaction  with  the  honeycomb  lattice  of  graphene 
material. The use of affinity graphene layers for aromatic compounds can also be a great way to 
remove such molecules from solutions and help to remove the impurities from the environment 
[1–3]. 
 
Raman imaging was used to determine the relationship between the amount of immobilized 
R6G and the thickness of the graphene layers. It turned out that both the degree of GO reduction 
and the thickness of graphene layers affect the intensity of the R6G spectrum, its orientation and 
fluorescence [4]. 
 
Keywords: Rhodamine 6G, graphene oxide, SERS substrates 
 
References  
[1]  Ch.Wua, E. Chenb, J. Wei, 506 (2016) 450. 
[2]  H. Wadhwa, D. Kumar, S. Mahendia , S. Kumar, 194 (2017) 274. 
[3]  S. Sharma, V.Prakash, S.K. Mehta, 86 (2017) 155. 
[4]  A.M. Michaels, J. Jiang, and L. B., 104 (2000) 11965. 
 
 
 
 
 
 
 
 

---