反应器AFM/STM - 在高温和大气压力下对表面的动态反应

科学领域:

• 表面科学是一门学科.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 以前的ReactorSTM和ReactorAFM系统允许在工业相关条件下研究材料.
• 显微镜的进步对于理解化学反应期间的材料行为至关重要.

研究的目的:

• 开发和演示一个集成的原子力显微镜 (AFM) 和扫描道显微镜 (STM) 系统,用于在反应条件下进行现场材料分析.
• 在化学过程中研究材料,特别是催化剂的几何和电子结构.

主要方法:

• 实现一个qPlus传感器,以结合AFM和STM技术.
• 在超高真空和0.5bar O2压力下在450K的Pd(100) 单晶的现场成像.
• 在Fischer-Tropsch合成之前和之后,在氧化支上对纳米粒子催化剂的表征.
• 四极质谱仪用于监测2巴CO和H2压力下的反应产物 (H2O,乙,,).

主要成果:

• 联合AFM/STM成像显示了Pd{100}的表面变化,这是由于O2压力下的氧化引起的.
• 纳米粒子催化剂在反应前后进行成像,显示结构变化.
• 质谱学通过检测490-550 K之间的产物气体证实了费舍尔-托普施合成.
• 在O2下的Pd{100}上观察到RMS电流的增加,这归因于氧化.

结论:

• 开发的ReactorAFM/STM系统为在现实的工业条件下研究催化剂提供了一个多功能平台.
• 将AFM/STM与质谱学相结合,可以全面了解催化过程中的材料结构和反应性.
• 该系统在反应条件下进行现场分析的能力对于催化剂开发和优化至关重要.