SOR光利用表面X線散乱法による電極/溶液界面の原子レベルでのその場構造追跡

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、シンクロトロン軌道放射光(Synchrotron Orbital Radiation, SOR光)を利用した表面X線散乱(Surface X-ray Scattering, SXS)法により、単結晶電極/電解質溶液界面の三次元構造を原子レベルでその場追跡することを目的としている。今年度は、まず、Au(111)単結晶電極上におけるAgのアンダーポテンシャル析出(Underpotential Deposition, UPD)過程の界面構造をその場追跡した。Au(111)上におけるAgのUPD過程では、 3つの主な還元ピークが観測されるが、その際に析出するAgの層数は、1層であるという説と2層であるという説があり、決定されていなかつた。本実験の結果、第二UPDピークと第三UPDピークの間の電位ではAgが1層、第三UPDピークとバルク析出電位との間でAgが2層、析出していることが明らかとなった。また、析出したAg層は、1層目、2層目とも、下地のAu(111)面に対して、fccスタッキングを保持していることも明らかとなった。次に、Agを2層UPD析出させたAu(111)電極を、塩化物イオンの入った電解質溶液中に浸し、電位を走査することで、電極表面での銀/塩化銀反応を行い、その際の構造変化をin situ SXS法で追跡した。その結果、酸化時にはAu(111)表面上に、4×4の構造でAgClが1層、(111)面方向に形成しており、またその表面上には直径100Å程度のAgClクラスターが存在していることがわかった。