固体表面における炭化水素ラジカルの発生とその反応性に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63470003
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 大西 孝治 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (70011492)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堂免 一成 東京工業大学資源化学研究所, 助教授 (10155624)
• Keywords: ラジカル / 赤外分光法 / アルミニウム単結晶 / ジヨ-ドメタン / カルベン / 超高真空 / 選択則 / 配向

Research Abstract

本研究課題で前年度までに製作した二重偏調高感度反射赤外分光(DMーFTIRAS),低速電子線回折(LEED),オ-ジェ電子分光(AES)更に昇温脱離法(TPD)の行なえる超高真空装置内で単結晶アルミニウムAl(111)表面に吸着したCH_2I_2の吸着状態について詳細に検討した。超高真空装置の背圧は約3×10^<-10>torrであった。
まずLEEDーAESで表面が清浄化されかつ規則正しく配列した、Al(111)単結晶表面にCH_2I_2を約100Kで吸着させ、DMーFTIRASで観測した。その結果100Kという低温でも既にAl表面と、CH_2I_2の反応が一部進行し、表面炭化水素種が生成している事が確認された。これらは分子状のCH_2I_2より低波数側に2本のCーH伸縮振動のバンドを与える。これに対し、表面吸着量を増加させていくと次第に分子状吸着をしたCH_2I_2の量が増加してくる事が約3000cm^<-1>のCーH非対称伸縮振動の強度変化から明らかとなった。更に分子状吸着したCH_2I_2に関しては、赤外吸収の選択則からその配向についても検討した。その結果CH_2の非対称伸縮振動は観測されるのに対し、CH_2対称伸縮振動は全く観測されなかった。これはHーCーHを含む面がAl表面に垂直になり、IーCーI面が平行になって吸着している事を意味する。この配向については、低波数側のCH_2変角振動の領域の観測結果からも支持される。この配向と更に各原子の共有給合半径を考慮すると二個のヨウ素原子がAl表面と強く相互作用している事が判り、これが同時に反応する事によりカルベンCH_2やエチレンCH_2I_2を低温でも生成する事ができるものと考えられる。更にCH_2I_2が多層吸着した場合でもアニ-ルする事により同様の配向が得られた。

Research Products

• [Publications] M.Hara: "Desorption of an aluminum hydride from hydrogen adsorbed Al(111) surface" J.Phys.Chem.95. 6-7 (1991)
• [Publications] M.Hara: "Observation of an alkyl aluminum complex formed by reaction of CH_2I_2 with an Al(111) surface" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1717-1718 (1990)