H2置换Ni(100)面上化学吸附CO的表面反应研究

作     者：沈师孔 J.L.Gland D.A.Fisher F.Zaera 

作者机构：化学系 NSLS—Brookhaven国家实验室 加利福尼亚大学Riverside分校 兰州 中国科学院兰州化学物理研究所 Exxon研究和工程公司Corporate研究实验室 

出 版 物：《分子催化》 (Journal of Molecular Catalysis(China))

年 卷 期：1988年第3期

页      面：137-146页

学科分类：080702[工学-热能工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：中国科学院与美国Exxon研究和工程公司的合作研究项目 

主　　题：置换反应 氢压 H2 覆盖度 CO 化学吸附 表面反应 面上 Ni 

摘      要：本文报导了一个新发现的H置换Ni(100)面上化学吸附CO的表面反应.CO分子在Ni(100)面上的化学吸附(吸附热为126J/mole)比氢的原子吸附(吸附热为96kJ/mole)强得多,在通常条件下,H不能置换Ni(100)面上化学吸附的CO.但是当H压高于1×10乇时,在温度为270～330K的范围内可引起H置换化学吸附CO的表面反应.本文用荧光产率近边吸收谱(FYNES)和程序升温脱附(TPD)对H置换化学吸附CO的表面反应动力学进行了详细的研究.FYNES谱在原理上与NEXAFS相同,通过测量含碳受激分子在弛豫过程中释放的碳—Kα荧光产率代替测量Auger电子产率,所以可在有气氛压力下对表面反应动力学过程进行原位考察.实验结果表明,在氢压为10至10乇和单晶温度为270至330K范围内,置换反应的速度公式可表示为:-dθ/dt=kθP式中θ为CO的表面覆盖度,P为气相氢压.置换反应是一个热活化过程,它随CO覆盖度的降低显示出二个不同的动力学区域,置换反应的活化能在高覆盖度下为29±4kJ/mole,在低覆盖度下为46±4kJ/mole.这比CO在Ni(100)面上的吸附热105～126kJ/mole约低75～80J/mole.本文对置换反应的控制步骤和H置换的机理进行了讨论