吸収されたメタノールとメトキシのPt上でのエネルギティクス (((111)) をマイクロカロリメトリーで測定する

科学分野:

• 表面科学とは,地表科学である.
• 物理化学 物理化学
• カタリシス カタリシス カタリシス

背景:

• プラチナ表面でのメタノール吸附と解離を理解することは,触媒作用に不可欠です.
• 以前の研究では計算手法が用いられていたが,エネルギー学の実験的検証が必要である.

研究 の 目的:

• 実験的に,吸着熱とメタノールの粘着確率を,クリーンで酸素で覆われたPt上で測定する 111).
• メタノール吸附,メトキシ形成,およびPt上でのメタノール解離のエネルギー学を調査する.
• 実験結果と密度関数理論 (DFT) の予測を比較する.

主な方法:

• 単結晶吸収熱計 (SCAC) は,吸収熱と粘着確率を測定するために使用されました.
• 実験は,様々な温度 (100~210 K) で,クリーンで酸素で覆われたPt{\displaystyle Pt{\displaystyle Pt{\displaystyle Pt{\displaystyle Pt{\displaystyle Pt}{\displaystyle Pt{\displaystyle Pt}{\displaystyle Pt}{\displaystyle Pt}{\displaystyle Pt}{\displaystyle Pt}{\displaystyle Pt}{\displaystyle Pt}{\text{\text{\text{\text{\text}{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text}{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text}{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text}{\text{\text{\text}{\text{\text{\text{\text}{\text{\text{\text{\text{\text{\text{\text}}}}\text{\text{\text{\text{\text}}}}}\text{\text{\text{\text{\text{\text}}}}}}}\text{\text{\text{\text{\text}}}}}}}}}}) で行われた.
• 分析には,形成の標準エンタルピーと結合エンタルピーの決定が含まれていました.

主要な成果:

• 清潔なPt(111) の表面では,メタノールの吸収熱は,低カバーで60.5 ± 0.8 kJ/molであり,形成の標準エンタルピーは -263 ± 0.8 kJ/molであった.
• 酸素で覆われたPt{111}で,吸収されたメトキシのエネルギーが決定されました: ΔH{f}°[CH{3}O{ad}] = -170 ± 10 kJ/molとCH{3}O-Pt{111}結合エンタルピーが187 ± 11 kJ/molです.
• Pt ((111) 上のメトキシとHアダトムのメタノール解離は,内熱性 (+57 kJ/mol) であることが判明しました.
• メタノールの粘着確率は,0.2ML未満のカバー面と150K未満の温度で>0.95でした.
• DFTの計算では,吸収されたメタノールとメトキシの結合エネルギーを15~52kJ/molと過小評価した.

結論:

• Pt(111) 上のメタノールの吸収はエネルギー的に有利で,安定したメトキシ中間物質を形成する.
• Pt{111}上に吸収されたメタノールの解離は熱力学的に上り坂であるため,容易な経路ではないことを示唆しています.
• 実験データは,表面結合エネルギーを正確に予測する現在のDFT方法の限界を強調しています.