脱離する生成分子のエネルギー分布からみる不活性小分子の活性化機構

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05225202
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 松島 龍夫 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (30002116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大野 佑一 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (80001725)
• Keywords: 脱離分子の並進エネルギー / 一酸化炭素の酸化 / 階段状表面 / 反応場の同定 / 白金

Research Abstract

CO2分子を固体表面上で活性化するとき、活性化に必要なエネルギーの態様と反応場の構造との関係を白金表面をモデルとして解明し、反応場による並進エネルギーの違いの確認に成功した。COと酸素の共吸着層を低温で調製し昇温させたとき生成脱離するCO_2分子の空間分布と並進速度分布から、反応場の同定、必要なエネルギーを検討した。
1. Pt(110)(1x2):3原子巾の(111)構造のテラスからなる。CO_2の脱離は〔001〕方位の脱離角±25ﾟ(テラス垂直方向)を指向した。CO量を増すと垂直脱離成分がふえ反応場がテラス上から溝の底に広がる。テラス垂直成分の並進温度は表面温度より4-5倍高く強い反発性脱離を示した。平らな表面での吸着量効果とは対象的に、並進温度は吸着量を増すと減少し、反応場による違いを示した。各成分の並進温度の解析は成功し、テラス上の反応場の方が並進温度は約4割大きいことが分かり、CO2の活性化という点では溝の中の反応場の方が有利である。
2. Pt(112):3原子幅のテラスと1原子高のステップからなる。反応場は平らなテラス上から、吸着量を増すとステップ上に広がることを確認した。テラスからの脱離成分の並進温度は表面温度の約4倍でPt(110)(1x2)上の結果に近い。ステップ部分の生成分子の並進温度の解析はまだ成功していない。
3. Pt(113):2原子幅の(111)構造のテラス(傾き29.5ﾟ)の傾きを持つ。再現性ある結果がまだでていない。
4. Pt(755):6原子幅のテラス幅(傾き9.5ﾟ)と1原子高のステップからなる。吸着量を増すと反応場がテラス上からステップに広がることが確認され、並進温度の反応場による違いを検討する格好の反応系と確認された。

Research Products

• [Publications] T. Matsushima: "Spatial and velocity distributions of desorbing product carbon dioxide over a reconstructed platinum(110)(1x2) surface." Surface Science. 287/288. 192-195 (1993)
• [Publications] T. Matsushima: "Reaction sites for carbon monoxide oxidation on a steppd platinum(112) surface;a spatial distibution study of product desorption." Surface Science. 293. 145-151 (1993)
• [Publications] T. Matsushima: "Angular distribution of reactive carbon dioxide desorption on a rhodium(110) surface." Catalysis Letters. 23. 313-320 (1993)
• [Publications] 松島龍夫: "吸着・脱離" 表面科学シリーズ. 6. 524-546 (1993)
• [Publications] 松島龍夫: "金属表面上の反応場とCO酸化の動力学" 真空. 36. 778-786 (1993)