Elektrochemická deposice Ni-Co oxidů vs. nízkoteplotní plasmové nanášení z duté katody: Fyzikálně-chemické vlastnosti a aktivita při oxidaci těkavých organických látek

Těkavé organické látky ve vzduchu představují pro lidskou populaci zdravotní problém. K jejich odstranění se úspěšně využívá oxidace vzduchem v přítomnosti katalyzátorů. Katalyzátory na bázi drahých kovů jsou úspěšně nahrazovány katalyzátory na bázi oxidů přechodných kovů. Snížení ceny katalyzátorů lze docílit novými postupy přípravy, které minimalizují jejich množství v katalyzátoru.

Tato studie srovnává tři metody přípravy Ni-Co oxidů na ocelových sítech pro oxidaci modelových organických látek, toluene a ethanol: (i) elektrochemická deposice s následnou kalcinací ve vzduchu, (ii) plasmové nanášení z duté katody v oxidační Ar+O₂ atmosféře a (iii) kombinace obou předcházejících metod. Elektrochemicky připravené katalyzátory vykázaly vysokou adhesi vrstvy k substrátu, ale nízkou aktivitu z důvodu přítomnosti velkých částic oxidů a malého měrného povrchu. Katalyzátory připravené plasmovým nanášením byly aktivnější kvůli přítomnosti malých částic oxidů, vyšší povrchové koncentraci Co, a vyšší hustotě kyslíkových vakancí. Nejvyšší katalytická aktivita byla dosažena plasmovým nanesením Ni-Co oxidů na elektrochemicky deponovanou oxidickou vrstvu, která kombinovala výhody obou metod. Výsledky potvrdily, že kombinace elektrochemické deposice a plasmového nanášení vede k produkci aktivních Ni-Co oxidických katalyzátorů s minimálním množstvím aktivního materiálu.

Tato práce vznikla v rámci spolupráce Výzkumné skupiny katalýzy a reakčního inženýrství a Výzkumné skupiny laserové chemie ÚCHP s Fyzikálním ústavem AV ČR v Praze a VŠCHT v Praze.

• Jirátová K., Naiko I., Ostapenko A., Olejníček J., Čada M., Balabánová J., Koštejn M., Maixner J., Topka P., Kovanda F.: Electrochemical deposition of Ni-Co oxides vs. low-temperature hollow cathode plasma jet sputtering on stainless steel meshes: Physicochemical properties and activity in volatile organic compounds oxidation. Surf. Coat. Technol. 2026, 520(15 Jan), 133068. doi.org/10.1016/j.surfcoat.2025.133068