Low-temperature FCC to L10 phase transformation in CoPt(Bi) nanoparticles

This work is focused on the effects of Bi substitution on the synthesis of CoPt nanoparticles with the L10 structure using a modified organometallic approach. The structural and magnetic properties of the nanoparticles have been studied and compared directly with those of CoPt nanoparticles synthesized by the same tech- nique but in the absence of Bi substitution. The as-synthesized particles at 330 ◦C have an average size of 11.7 nm and a partially ordered L10 phase with a coercivity of 1 kOe. The coercivity is increased to 9.3 kOe and 12.4 kOe after annealing for 1 hour at 600 and 700 ◦C. The structural and magnetic properties suggest that Bi promotes the formation of ordered L10 phase at low temperatures leading to the development of high coercivities

Palladium nanoparticles on carbon nanotubes as catalysts of cross-coupling reactions

The macroscopic properties of composite nanotube-nanoparticle superstructures are determined by a complex interplay of structural parameters at the nanoscale. The catalytic performance of different carbon nanotube-palladium nanoparticle catalysts, where nanoparticles were formed either directly onto nanotubes or preformed prior to deposition on nanotubes using different types of surfactants, were tested 10 in cross-coupling reactions. The decoration of multi-walled carbon nanotubes with preformed thiolate-stabilised palladium nanoparticles yielded the optimum catalyst, exhibiting high activity and stability towards carbon-carbon bond formation and excellent recyclability, retaining high activity from cycle to cycle. The type of carbon nanotube support has pronounced effects on the density of deposited nanoparticles, with more polarisable MWNT able to uptake the highest number of nanoparticles per unit 15 surface area as compared to other carbon nanostructures (MWNT>DWNT>SWNT~GNF). Microscopic investigation of the nanoscale morphology found that nanoparticles increase in size during catalysis. The extent of growth is dependent on the type of nanocarbon support, with wider MWNT possessing lower curvature and thus retarding the growth and coalescence of nanoparticles to a greater extent than other carbon nanostructures (SWNT>>DWNT>MWNT~GNF). The type of halogen X in the C-X bond 20 activated by palladium appears to influence the evolution of nanoparticles during catalysis, with X=Br having the greatest effect as compared to X=Cl or I. Overall, preformed thiolate-stabilised palladium nanoparticles deposited on MWNT from solution was found to possess the most functional catalytic properties, with optimum activity, stability and recyclability in a range of cross-coupling reactions

Decoration of Carbon Nanotubes with CoO and Co Nanoparticles

Multiwall carbon nanotubes (MWNTs) decorated with CoO nanocrystals were synthesized by in-situ thermal decomposition of Co(acac)2 in oleyl amine under reflux conditions open in the air. The CoO/MWNTs composite material can be easily converted to metallic Co/MWNTs through annealing under reducing atmosphere (4%  H2) at 500°C without any significant sintering effect. The composite materials characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy. The structural and morphological characterization shows that the CoO has cubic face (fcc) and the particles deposited uniformly on the external surface of the carbon nanotubes. In the annealed materials, the NMR shows that the fcc and hcp metallic Co phases coexist with a significant percentage of stacking faults. The magnetic measurements indicated that the CoO/MWNTs composite is largely composed of CoO nanoparticles with uncompensated surface spins. The fluctuations of spins persist in partially reduced CoO grains as shown by nuclear spin-lattice relaxation measurements

Development and study of mixed catalysts Ag-Rh/γ-Al2O3 for the direct decomposition and reduction of N2O

The aim of this work was the study of Ag-Rh mixed catalyst for the direct decomposition and reduction of N2O with CO. Preliminary activity tests show a synergistic effect on the yield of the reduction of N2O with CO and of the direct decomposition of N2O by the addition of small quantities of Rh in a Ag/Al2O3 catalyst. An analytical comparative kinetic study over Rh/Al2O3, Ag/Al2O3 and Ag-Rh/Al2O3 was preformed in order to explain this effect. The kinetics of N2O+CO reaction seems to follow a L-H mechanism with competitive adsorption of N2O and CO over rhodium catalyst, where a strong CO inhibition effect was obvious. On the two other catalyst (silver and mixed) a L-H mechanism with the reactants adsorbed in different active sites seems to be followed. For the direct decomposition of N2O in the absence of oxygen the kinetic’s reaction over the Ag catalyst seems to follow a L-H mechanism with N2O inhibition. A non-equilibrium model was applied in the case of Rh, while in the case of mixed Ag-Rh catalyst a L-H mechanism seems to be followed despite the fact that the inhibition effect was not observed for the studied conditions. The presence of oxygen seems to inhibit the decomposition reaction over Ag and Ag-Rh catalysts but the inhibition effect is less intensive in the case of the Ag-Rh catalyst. The kinetic, adsorption and thermodynamic constants were calculated and compared. From the results it seems that the synergistic effect is connected with an increase of the activity of Rh, since Ag offers more active sites and removes the inhibition effects, with charge transfer from Rh to Ag atoms. The above findings show that there are no strong interactions (e.g. alloying) between Ag and Rh for the prepared catalyst by the method and the concentrations of active constituents of this study.Σ κ οπός τη ς δια τρ ιβ ή ς α υτή ς ή τα ν η α νάπτυξη κ α τα λυτικ ώ ν συστη μάτων για τις α ντιδρ άσε ις α να γωγή ς του Ν 2Ο με CO κ α ι α πε υθε ία ς διάσπα ση ς του Ν 2Ο, που β α σίζοντα ι σε Ag, Rh κα ι Ag-Rh υποστη ρ ιγμένα σε γ-Al2O3. Αρ χικ ά με λε τή θη κ ε η ε πίδρ α ση του φορ τίου του Ag σε κ α τα λύτε ς υποστη ρ ιγμένους σε γ-α λούμινα . Από πε ιρ άμα τα ε νε ρ γότη τα ς , για τις α ντιδρ άσε ις α να γωγή ς του Ν 2Ο με CO στα πα ρ α πάνω κ α τα λυτικ ά συστή μα τα υπολογίστη κ ε το β έλτιστο φορ τίο Ag, που ε ίνα ι 5% κ .β . Σ τη συνέχε ια με λε τή θη κ ε η ε πίδρ α ση του υποστρ ώ μα τος . Χρ η σιμοποιή θη κ α ν υποστρ ώ μα τα ZrO2 κα ι TiO2. Π α ρ α σκ ε υάστη κ α ν κ α τα λυτικ ά συστή μα τα 5% κ .β . Ag σε όλα τα υποστρ ώ μα τα κα ι β ρ έθη κ ε ότι η χρ ή ση τη ς γ-Al2O3 οδη γεί σε δρ α στικ ότε ρ α κ α τα λυτικ ά συστή μα τα τόσο για τη ν α ντίδρ α ση α να γωγή ς του Ν 2Ο με CO, όσο κα ι για τη ν α πε υθε ία ς διάσπα ση του Ν 2Ο. Μ ε β άση λοιπόν το υπόστρ ω μα τη ς γ-Al2O3 κα ι το φορ τίο του Ag (5% κ .β .), με λε τή θη κ ε η ε πίδρ α ση τη ς πρ οσθή κ η ς Pd κα ι Rh. Υπολογίστη κ ε α ρ χικ ά το β έλτιστο φορ τίο για το κ άθε συστα τικό χω ρ ιστά κα ι η σύγκ ρ ισή τους έδε ιξε ότι δρ α στικ ότε ρ ο κ α τα λυτικό σύστη μα , για τις α ντιδρ άσε ις που α να φέρ θη κ α ν, ε ίνα ι α υτό του Ag με το Rh. Το β έλτιστο φορ τίο Rh ε ίνα ι 0,05% κ .β . Σ τους μονομε τα λλικ ούς κ α τα λύτε ς Ag κα ι Rh, κ α θώ ς κα ι στο διμε τα λλικό κ α τα λύτη Ag-Rh πρ α γμα τοποιή θη κ α ν, πε ιρ άμα τα ε νε ρ γότη τα ς για τη ν α να γωγή του Ν 2Ο με τη χρ ή ση CH4 κ α ι C3H6 ω ς α να γωγικ ώ ν μέσων, πα ρ ουσία πε ρ ίσσε ια ς Ο2. Δρ α στικ ότε ρ ος ή τα ν κα ι πάλι ο μικ τός κ α τα λύτη ς Ag-Rh. Τέλος πρ α γμα τοποιή θη κ α ν κ ινη τικ ά πε ιρ άμα τα , μέσω των οποίων έγινε πρ οσέγγιση του μη χα νισμού τη ς ε κ άστοτε α ντίδρ α ση ς , υπολογίστη κ α ν κ ινη τικ ές κα ι θε ρ μοδυνα μικ ές στα θε ρ ές των α ντιδρ άσεων κα ι διε υκ ρ ινίστη κ ε ο ρ όλος του κ άθε συστα τικ ού του διμε τα λλικ ού κ α τα λύτη . Π ρ οέκ υψε ότι η α υξη μένη ε νε ρ γότη τα του μικ τού κ α τα λύτη μπορεί να α ποδοθεί στη συνε ρ γιστικ ή δρ άση των δύο# 7#NΈ α νε ξάρ τη των συστα τικ ώ ν (Ag κ α ι Rh), που πρ οκ ύπτει α πό το μη σχη μα τισμό κ ρ άμα τος κα ι πρ οσφορ ά πε ρ ισσότερ ω ν ε νε ρ γώ ν κ έντρ ω ν για τη ν πρ οσρ όφη ση των συστα τικ ώ ν που συμμε τέχουν στη ν α ντίδρ α ση στο μικ τό κ α τα λύτη κ α ι πα ρ εμποδίζουν τις α ντιδρ άσε ις κ υρ ίω ς στο Rh. Ειδικ ά για τη ν α ντίδρ α ση α να γωγή ς του Ν 2Ο α πό CO ση μα ντικό ρ όλο φα ίνε τα ι να πα ίζει κα ι η με τα φορ ά φορ τίου, που με ιώνει τη ν ισχύ τη ς πρ οσρ όφη ση ς του CO στο Rh

Synthesis, Development and Characterization of Magnetic Nanomaterials

Magnetic nanomaterials in both thin films and in the form of nanoparticles, with various structures and morphologies, are among the most extensively studied categories of materials [...