El intercambio de hidrógeno y deuterio en Pt111) y su envenenamiento por monóxido de carbono estudiado por técnicas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la superficie Ciencias de la superficie.
• La catálisis heterogénea.
• La cinética de las sustancias químicas.

Sus antecedentes:

• El platino (111) es un catalizador clave para las reacciones de hidrogenación.
• El monóxido de carbono es un veneno catalizador conocido.
• Comprender la intoxicación por CO es crucial para el diseño del catalizador.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el efecto del monóxido de carbono (CO) en el intercambio de hidrógeno / deuterio (H2 / D2) en el platino (111).
• Para determinar el mecanismo de envenenamiento por CO a varias temperaturas y presiones.
• Proponer un modelo de superficie que explique la actividad catalítica observada.

Principales métodos:

• Microscopía de túnel de exploración in situ (STM) para imágenes de superficie.
• Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) para el análisis de la composición de la superficie.
• Espectroscopia vibratoria de generación de frecuencia de suma (SFG) para la identificación molecular.
• Espectrometría de masas para la detección de productos de reacción.

Principales resultados:

• A 298 K, 5 mTorr de CO inhibió completamente el intercambio de H2/D2, con una energía de activación de 5,3 kcal/mol.
• A 353 K, 5 mTorr de CO redujeron las velocidades de reacción en tres órdenes de magnitud, pero no inhibieron por completo la producción de HD.
• XPS y SFG indicaron una cobertura de CO y cambios en el sitio de adsorción de hasta 480 K.

Conclusiones:

• El CO actúa como un veneno completo a bajas temperaturas al formar una capa ordenada y químicamente absorbida.
• A temperaturas más altas, la movilidad del CO permite una actividad catalítica continua.
• Se propone un modelo de una superficie dominada por CO, móvil y catalíticamente activa.