Οι καταλύτες είναι χημικά στοιχεία που επιταχύνουν την ταχύτητα χημικών αντιδράσεων, χωρίς να μεταβάλλονται οι ίδιοι. Χωρίζονται σε δύο είδη, τους ομογενείς καταλύτες που πρόκειται για απλά στοιχεία και τους ετερογενείς καταλύτες που βρίσκονται σε στερεή κατάσταση. Οι κυριότερες μέθοδοι παρασκευής καταλυτών είναι οι εξής: ο ξηρός εμποτισμός, ο υγρός εμποτισμός και η εναπόθεση καθίζηση.

Οι τεχνικές που θα μελετηθούν σε αυτήν την εργασία είναι η φασματοσκοπία ακτίνων Χ (XPS) και η φασματοσκοπία Raman. Η πρώτη αποτελεί επιφανειακή ανάλυση κατά την οποία μία πηγή εκπέμπει ακτίνες Χ προς ένα δείγμα, έπειτα από το δείγμα εκπέμπεται ένα φωτοηλεκτρόνιο με συγκεκριμένα χαρακτηρίστηκα το οποίο λαμβάνεται από τον ανιχνευτή του οργάνου. Αντίθετα, δεύτερη μέθοδος αποτελεί μια διεισδυτική ανάλυση της κύριας μάζας, καθώς χρησιμοποιείται για την παρατήρηση δονητικών και περιστροφικών μεταπτώσεων του μελετώμενου καταλυτικού συστήματος προκειμένου να γίνει αναγνώριση των δομικών χαρακτηριστικών ενός είδους στο μοριακό επίπεδο και των ιδιοτήτων δομής του. Οι δύο τεχνικές έχουν πολλές παραλλαγές με κάθε μία να έχει τα δικά της πλεονεκτήματα. Μέσα από παράθεση χαρακτηριστικών μελετών περίπτωσης, επιχειρείται η παρουσίαση των βασικών εφαρμογών των δυο εξεταζόμενων φασματοσκοπικών τεχνικών για τη μελέτη καταλυτικών συστημάτων βασισμένων σε οξειδικούς φορείς.

Τέλος, από την ανασκόπηση των βιβλιογραφικών ερευνών αποδεικνύεται ότι η XPS παρέχει πληροφορίες για την χημική σύσταση της επιφάνειας και τις μεταβολές στην ηλεκτρονική δομή, αποκαλύπτοντας φαινόμενα μεταφοράς φορτίου. Στον αντίποδα, η Raman συμβάλει στην κατανόηση της εσωτερικής δομής και της φύσης των ενεργών κέντρων.

Catalysts are chemical elements that accelerate the rate of chemical reactions, without changing themselves. They are divided into two types, homogeneous catalysts, which are simple elements, and heterogeneous catalysts, which are in a solid state. The main methods of preparing catalysts are: dry impregnation, wet impregnation, and precipitation deposition.

The techniques that will be studied in this thesis are X-ray Spectroscopy (XPS) and Raman Spectroscopy. The first is a surface analysis method, where an X-ray source is directed at a sample, and a photoelectron with specific characteristics is emitted from the sample, which is detected by the device’s detector. In contrast, the second method is an invasive bulk analysis, primarily used to observe vibrational and rotational disturbances in a system in order to identify a compound and its properties. Both techniques have many variations, each with its own advantages. Through a presentation of characteristic case studies, an attempt is made to present the basic applications of the two spectroscopic techniques under consideration for the study of catalytic systems based on oxide supports.

Finally, the review of the literature demonstrates that XPS provides information about the chemical composition of the surface and changes in the electronic structure, revealing charge transfer phenomena. In contrast, Raman spectroscopy contributes to the understanding of the internal structure and the nature of the active sites.