乙酸在Rh(100)表面吸附和分散的HREELS和TDS研究

 用高分辨电子能量损失谱（HREELS）和热脱附谱（TDS）研究了乙酸在Rh（100）表面上的吸附和分解,提出了乙酸吸附和分解反应的模式．130K时,高暴露量的乙酸在Rh（100）表面上形成多层吸附的凝聚态乙酸．升温至290K时,部分乙酸以分子形式直接脱附,另一部分乙酸分子通过O—H键断裂形成乙酸根和氢吸附在表面上;在升温至400K的过程中,乙酸根在表面发生两个相互竞争的反应,即乙酸根分解成CO,CHx,O和H,以及乙酸根分解成CHx,H和CO2;升温至500K,只剩下CHx,O和CO吸附在表面上;600K后,表面吸附的CHx完全解离,同时表面吸附的碳原子和氧原子结合成CO脱附．     

乙酸在SmOx/Rh(100)模型表面上的吸附和分解

 用高分辨电子能量损失谱（HREELS）和热脱附谱（TDS）研究了\r\n乙酸在SmOx／Rh（100）模型表面上的吸附与分解．结果表明：低温下\r\n吸附乙酸时，SmOx的加入明显促进了乙酸分子中O－H键的断裂，从而有\r\n利于乙酸根的形成；升高表面温度，SmOx的存在促进了乙酸根中C－C键\r\n的断裂，有利于乙酸根的进一步分解．120K时，乙酸在SmOx／Rh（100\r\n）上主要以乙酸根的形式存在．225K时，乙酸根即可发生以生成CO为主\r\n的脱羧反应．在417和477K观察到受表面脱羧反应控制的CO2和H2的脱附\r\n峰．对反应的机理进行了讨论．     

CO在Sm/Rh(100)模型表面上的吸附与反应

应用AES,LEED,XPS和TDS研究了Rh(100)上Sm膜和Sm/Rh表面合金以及CO在这两类模型表面的吸附与反应.室温下Sm在Rh(100)上的生长遵从SK模式,Sm膜经900K高温退火后可形成有序表面合金.在室温制备的Sm膜/Rh(100)表面上,室温下CO在Sm上的吸附改变了表面结构,生成SmOx和表面碳.随着Sm覆盖度的增加,低温脱附峰(α-CO)面积迅速下降,且峰温向高温方向位移;表明Sm的空间位阻和电子效应同时起作用.在Sm/Rh合金表面上,CO在约590K出现新的脱附峰,可归属为受Sm电正性修饰的Rh原子上的CO脱附峰     

铁助剂对Rh-Mn-Li/SiO2催化剂表面上的CO脱附和CO加氢行为的影响

 采用一氧化碳程序升温脱附（CO－TPD）和吸附的一氧化碳加氢程序升温表面反应（TPSR）考察了Fe助剂对Rh基催化剂上CO的脱附行为及吸附CO的加氢行为的影响．CO－TPD实验表明，在Rh／SiO2催化剂上CO有三个脱附峰．在Rh－Mn－Li／SiO2中加入0．05％Fe后，高温脱附CO比Rh／SiO2催化剂上相应的CO量大．增加Fe的负载量，CO的脱附量减少．TPSR实验中，CO加氢反应的主要产物是甲烷．不同组分的催化剂上甲烷的生成温度有如下顺序：Rh／SiO2（482K）＜Rh－Mn－Li／SiO2（489K）＜Rh－Fe／SiO2（494K）＜Rh－Mn－Li－Fe／SiO2（501K）．甲烷峰的产生伴随着CO（s）高温脱附峰的消失，说明甲烷是由强吸附的CO加氢生成的．     

碘乙醇在Ni(100)表面的吸附和热分解-碳氢化合物氧化的中间产物：羟乙基和氧金属环

利用热脱附(TPD)实验和X射线光电子能谱(XPS)研究了碘乙醇在Ni(100)表面的吸附和热反应过程. 实验结果表明碘乙醇在100 K时以两种分子的形式吸附在Ni(100)的表面, 即: 以碘原子端吸附在表面或以碘原子端和羟基端同时吸附在表面. 由于两种吸附形式的分子的一致分解和吸附分子的不均匀性, 在140 K引起了较复杂的化学反应, 伴有少量的乙烯和水产生. 碘乙醇在150 K经过C—I键断裂, 有80%碘乙醇生成—O(H)CH2CH2—中间产物, 20%的碘乙醇生成羟乙基中间产物. 羟乙基在160 K的转化过程中包括两个互相竞争的化学反应: 与表面的氢原子进行还原反应生成乙醇, 或失去一个β-H原子生成表面乙烯醇. 另外, 在相同的温度下—O(H)CH2CH2—中间产物经过脱氢反应产生—OCH2CH2—氧金属环. 羟乙基和氧金属环都会发生异构, 分别在210 K和250 K生成乙醛, 这些乙醛一部分从表面脱出, 其余的部分发生分解反应产生氢气、水和一氧化碳. 在实验基础上, 进一步探讨了这种化学过程在催化中的作用和指导意义.     

H2对Rh-Mn-Li-Ti/SiO2催化剂上CO吸附和脱附的影响

 应用红外光谱和程序升温脱附技术研究了Rh-Mn-Li-Ti/SiO2催化剂上H2对CO吸附和脱附的影响. 结果表明,预吸附的H2主要占据线式CO的吸附位. 共吸附时H2与CO在Rh位上形成了羰基氢化物,从而导致线式物种谱带红移,且高的H2浓度有利于CO的吸附. 在323 K下, H2对预吸附的CO谱带位置和强度没有影响. 但是,随着温度的升高, H2的存在促进了弱吸附CO的脱附,并使之重新吸附; 同时, H2促进了强吸附CO的解离,增强了CO的吸附强度和催化剂的吸附能力.     

功函数、AES和TDS研究CO在Ag-Pd合金上的吸附

在超高真空条件下,用功函数测量、俄歇电子能谱(AES)、程序升温热脱附(TDS)等方法,分别研究了CO在富银和富钯合金表面上的吸附与脱附。结果表明,CO的吸附导致了合金表面功函数的增加。室温时,CO在Ag—Pd合金上仅存在一种吸附态,对应的脱附发生在410K附近,脱附活化能为104kJ/mol。研究结果还表明,CO在富银合金表面的吸附导致了体相钯原子向表面的迁移。     

经PPh3修饰的Rh/SiO2催化剂的吸附-脱附性能

 应用程序升温技术研究了氢甲酰化反应物CO,H2和C2H4在经PPh3修饰的Rh/SiO2(PPh3-Rh/SiO2)催化剂上的吸附-脱附行为. CO-TPD结果显示, Rh/SiO2催化剂在348, 398和525 K处有3个脱附峰, PPh3-Rh/SiO2催化剂仅在368 K处出现脱附峰,表明催化剂的吸附性能发生了明显变化. 采用原位红外光谱研究了PPh3-Rh/SiO2催化剂上CO的吸附态. 结果表明, 2040 cm-1处吸收峰归属于PPh3修饰的Rh粒子上线式吸附的CO. 这种吸附态既不同于Rh/SiO2多相催化剂表面Rh粒子上的CO吸附态,也不同于相应均相催化剂中的羰基配位态. TPD和FT-IR结果表明,在低压下PPh3-Rh/SiO2催化剂对氢甲酰化反应已具有相当的催化性能.     

CO在轻微氧化的Mo(100)表面上的吸附和反应

应用HREELS和TDS研究了120K时CO在轻微氧化的Mo(100)上的吸附和脱附状况.120K时,CO在轻微氧化的Mo(100)上存在顶位垂直吸附(ν_CO=2016～2050cm^-1)、四重空位倾斜吸附(ν_CO=1088cm^-1)和通过π键与表面发生作用的倾斜吸附(ν_CO=1600cm^-1).当表面温度升高时,顶位吸附的CO在低覆盖度下发生解离,但在较高覆盖度下,可以同时发生脱附(T_p=319K)和解离;而后两种吸附态在温度升高时只发生解离.CO解离产生的C原子和O原子在930K和1320K时可重新结合成CO脱附.     

氧化铝薄膜表面羰基钼物种的可逆再生

 通过Mo(CO)6的热分解制备了Al2O3薄膜负载的金属钼模型催化剂,并采用热脱附谱(TDS)和X射线光电子能谱(XPS)原位研究了CO在金属态Mo/Al2O3模型催化剂表面的化学吸附. 结果表明,在低温下CO可与Al2O3表面的金属钼纳米粒子发生多重配位形成类似于羰基钼的物种. CO在Mo/Al2O3模型催化剂表面的吸附导致Mo 3d XPS峰向高结合能方向位移,所生成的羰基钼物种表现为TDS谱中在240 K处有脱附峰. 负载的金属钼模型表面与体相金属钼的化学性质完全不同,表现出明显的粒子尺寸效应.     

Rh（100表面乙醇吸附与分解的HREELS研究

利用热脱附谱和高分辨能量损失谱技术研究了乙醇在Ｒｈ（１００）表面的吸会和分解过程，结果表明，１３０时Ｒｈ（１００）面暴露乙醇，表面首先形成化学附层，随乙醇暴露增加，表面出现多层凝聚态，表面升温至１５０Ｋ，吸附乙醇从Ｒｈ（１００）表面脱附，同时部分化学吸附乙醇分子发生羟基断裂，生成表面乙氧基，进一步升谩，表面乙氧基脱氢分解，其分解的主要途径是发生甲基脱氧，β－Ｃ与表面发生作用，生成一种含氧的金属有机     

CH3（ad）在清洁及预吸附氧Pd（100）表面的热脱附性能

用高分辨电子能量损失谱，热脱附谱，紫外光电子能谱研究了ＣＨ３在清洁及预吸附氧Ｐｄ表面上的热稳定性。ＣＨ３由ＣＨ３Ｉ在Ｐｄ表面的热分解来产生。ＣＨ３Ｉ的ＨＲＥＥＬＳ表明，ＣＨ３中的Ｃ－Ｈ键近似与表面平行，ＣＨ３Ｉ在Ｐｄ表面低于１１０Ｋ时已裂解为ＣＨ３和Ｉ，大量的ＣＨ３在２００－２１０Ｋ的温度范围内的Ｈ结合并以ＣＨ４的形式脱附，但在氧改性表面，ＣＨ４脱附的温度范围变宽，脱附温度有所提高，可能是由于表面     

超细SiO2负载型水溶性铑膦配合物催化剂研究

用超细SiO2负载水溶性铑膦配合物,并研究其对1-已烯氢甲酰化的催化性能。结果表明,粒径为10-20nm的超细SiO2负载水溶性铑膦配合物所表现的催化活性比颗粒SiO2负载型催化剂高3倍多,且可在较宽的含水量范围内保持高反应活性。当膦铑摩尔比为50,超细SiO2负载型催化剂含水量为25%-55%（质量分数）、烯铑摩尔比为2500、反应温度373K和CO/H2（1/1,体积比）压力4.0MPa的反应条件下,其1-已烯氢甲酰化的反应转化数为450h^-1,产物醛的选择性为100%,醛的n/i比值达3.2。     

Ni(OCH3)2/SiO2催化剂的制备及其合成碳酸二甲酯的反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法，制备了负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2催化剂。利用IR、TPD、TPSR和微反技术，考察了催化剂的表面结构以及CO2、CH3OH在催化剂表面上的化学吸附和反应性能。结果表明，负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2中，Ni^2 与载体SiO2表面的O^2-以双齿形式配位；在催化剂表面存在CO2的桥式吸附态和甲氧碳酸酯基物种两种吸附态，CH3OH则只有一种分子吸附态。在373-473K条件下，CO2和CH3OH在催化剂上的反应物主要是DMC、H2O以及少量的CO、CH4和CH2O，催化剂的活性由表面甲氧碳酸酯基物种与分子吸附态甲醇的反应决定的。讨论了催化剂上CO2和CH3OH的活化过程及吸附态的形成机理。     

Rh-promoted methanol decomposition on cerium oxide thin films

Methanol adsorption and reaction have been studied on Rh-deposited cerium oxide thin films under UHV conditions using temperature-programmed desorption and synchrotron soft X-ray photoelectron spectroscopy. The methanol behavior was examined as a function of the Ce oxidation state, methanol exposure, and Rh particle size and coverage. When Rh nanoparticles were deposited on the ceria films, methanol decomposed on Rh to CO and H below 200 K. H atoms recombined and desorbed between 200 and 300 K. CO evolved from Rh deposited on fully oxidized ceria between 400 and 500 K. However, on reduced ceria films, the CO on Rh further decomposed to atomic C. Methanol adsorbed on the ceria films deprotonated to form methoxy as the only intermediate on the surface. This methoxy decomposed and desorbed as CO and H2 at higher temperatures regardless of the ceria oxidation state. Compared with the methanol reaction on Rh-free ceria thin films, formaldehyde formation from methoxy was completely suppressed after Rh deposition. Our results indicate that Rh can promote the decomposition of methoxy adsorbed on the ceria and that decomposition of methoxy intermediates occurred at the metal/oxide interfaces. On the other hand, the reduced ceria can promote total methanol decomposition on Rh.     

Thermal desorption of hydrogen from carbon nanosheets

Carbon nanosheets are a unique nanostructure that, at their thinnest configuration, approach a single freestanding graphene sheet. Temperature desorption spectroscopy (TDS) has shown that the hydrogen adsorption and incorporation during growth of the nanosheets by radio frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition are significant. A numerical peak fitting to the desorption spectra (300-1273 K) via the Polanyi-Wigner equation showed that desorption followed a second order process, presumably by the Langmuir-Hinshelwood mechanism. Six peaks provide the best fit to the TDS spectra. Surface desorption activation energies were determined to be 0.59, 0.63, and 0.65 eV for the external graphite surface layers and 0.85, 1.15, and 1.73 eV for desorption and diffusion from the bulk. In contrast to TDS data from previously studied a-C:H films [Schenk et al. J. Appl. Phys. 77, 2462 (1995)], a greater amount of hydrogen bound as sp(2) hybridized carbon was observed. A previous x-ray diffraction study of these films has shown a significant graphitic character with a crystallite dimension of L(a)=10.7 nm. This result is consistent with experimental results by Raman spectroscopy that show as-grown carbon nanosheets to be crystalline as commercial graphite with a crystallite size of L(a)=11 nm. Following TDS, Raman data indicate that the average crystallite increased in size to L(a)=15 nm.     

N2 emission in NO and N2O reduction on Rh(100) and Rh(110)

The angular distribution of desorbing N(2) was studied in both the thermal decomposition of N(2)O(a) on Rh(100) at 60-140 K and the steady-state NO (or N(2)O) + D(2) reaction on Rh(100) and Rh(110) at 280-900 K. In the former, N(2) desorption shows two peaks at around 85 and 110 K. At low N(2)O coverage, the desorption at 85 K collimates at about 66 degrees off normal towards the [001] direction, whereas at high coverage, it sharply collimates along the surface normal. In the NO reduction on Rh(100), the N(2) desorption preferentially collimates at around 71 degrees off normal towards the [001] direction below about 700 K, whereas it collimates predominantly along the surface normal at higher temperatures. At lower temperatures, the surface nitrogen removal in the NO reduction is due to the process of NO(a) + N(a) --> N(2)O(a) --> N(2)(g) + O(a). On the other hand, in the steady-state N(2)O + D(2) reaction on Rh(110), the N(2) desorption collimates closely along the [001] direction (close to the surface parallel) below 340 K and shifts to ca. 65 degrees off normal at higher temperatures. In the reduction with CO, the N(2) desorption collimates along around 65 degrees off normal towards the [001] direction above 520 K, and shifts to 45 degrees at 445 K with decreasing surface temperature. It is proposed that N(2)O is oriented along the [001] direction on both surfaces before dissociation and the emitted N(2) is not scattered by adsorbed hydrogen.