Experimental Characterization of Unimolecular Water Dissociative Adsorption on α-Alumina
Experimental Characterization of Unimolecular Water Dissociative Adsorption on α-Alumina
复制标题
α-氧化铝单分子水解离吸附的实验表征
DOI：
10.1021/jp502106t
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发表时间：
2014
影响因子：
3.7
通讯作者：
R. K. Campen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
H. Kirsch;J. Wirth;Y. Tong;M. Wolf;P. Saalfrank;R. K. Campen
α-Al 2 O3表面在工程应用和环境中都很常见。许多先前的工作表明，它们的性质，例如，反应性、极性和电荷在与水相互作用时急剧变化。关于α-Al 2 O3/水的相互作用，最简单的问题可能是单个水分子如何与最稳定的α-Al 2 O3表面：α-Al 2 O3（0001）相互作用。近15年来，一系列的理论研究发现，水在α-Al 2 O3（0001）表面上的吸附是通过两个通道进行的。然而，据我们所知，没有实验证据表明这些解离途径已经出现。通过结合样品制备通过超声分子束剂量，样品表征通过相干，表面特定的振动光谱和电子结构理论，我们报告的第一个实验观察的反应产物的每个，理论预测，解离通道。因此，这些结果克服了15岁的实验/理论脱节，使各种有趣的实验，承诺提供显着的新见解水/Al 2 O3和水/氧化物的相互作用更普遍。
α-Al2O3surfaces are common in both engineered applications and the environment. Much prior work indicates that their properties, e.g., reactivity, polarity, and charge, change dramatically on interaction with water. Perhaps the simplest question that can be asked of α-Al2O3/water interaction is how a single water molecule interacts with the most stable α-Al2O3surface: the α-Al2O3(0001). Over the last 15 years, a series of theoretical studies have found that water dissociatively adsorbs on α-Al2O3(0001) through two channels. However, to our knowledge no experimental evidence of these dissociation pathways has appeared. By combining sample preparation via supersonic molecular beam dosing, sample characterization via coherent, surface specific vibrational spectroscopy and electronic structure theory, we report the first experimental observation of reaction products of each, theoretically predicted, dissociation channel. These results thus overcome a 15 year old experiment/theory disconnect and make possible a variety of intriguing experiments that promise to provide significant new insights into water/Al2O3and water/oxide interaction more generally.
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