| 研究概要 |
合金表面は構造的にも反応性においても大変興味深い系であるが単結晶が得にくいことから未開拓の分野である。我々はすでに全組成領域にわたって無秩序混合するPtーRh合金の単結晶表面でNOやO_2の吸着、さらにNOとH_2の反応を行い、反応或いは吸着に伴ない表面組成或いは構造が特異な変化をすることを見出し、Pt-RhがNO_x除去触媒とし優れた性質を示すのは、合金表面の第一層と第二層間でPtとRhを容易に交換し反応を促進する機構を明らかにした。Pt-Rhが機秩序混合であるのに対しPt_3Co合金は構造を持つ化合物合金である。即ちfcc構造の面心にPt原子が規則的に入った構造をとる。このような構造を持つ合金の(1×1)truncate表面が得られるとすると、結晶面によってCoとPtが一定の構造を作って配列することが期待でき、このような表面の触媒作用はそれ自体大変興味深い。我々はPt_3Co合金の(111)表面を切り出し、その表面でのNOの吸着及びNOとH_2の反応を行った。Pt表面にはNは吸着しないがPt_3Co(111)表面ではNOが解離しNが安定に存在する。 ^<15>NOを使って ^<15>Nを吸着させた表面を ^<14>NO中で昇温する実験で580Kで脱離するN_2の生成機構はN+NO→N_2+Oだはなく2N→N_2であることを明らかにした。また、NO+H_2反応でNH_3,N_2,N_2Oの生成速度に対するH_2圧及びNO圧依存性を調べNH_3の生成速度は水素圧の1/2次であるがNO圧には零次であることが分かった。一方N_2の生成速度は水素圧に依らずNO圧にのみ依存しほぼ1/2次となった。N_2の生成が(N+NO)反応ではない事が ^<15>NOを使った実験で示されているので、N生成速度がNOの圧力に依存することになる。
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