ラマン分光法による貴金属電極表面の酸素吸着状態の動的解析

点击翻译按钮获取中文摘要

水酸化ナトリウムおよび炭酸ナトリウム水溶液中の銀電極表面酸化膜および吸着酸素(あるいは炭酸イオン)のラマンスペクトルを, 電極電位を走査しながらIn-Situで測定した. 実験に際して, 不純物による電解液の汚染を避けるために, ミリポア社製の超純水製造装置を備品として購入した. また, パーソナルコンピューターを, 電極の電位電流特性の記録およびデーター処理用に購入し, そのソフトウェアーを開発した. 一方, 我々の分光システムではSIビディコンとトリプル分光器を組み合わせることにより, 1200cm^<-1>幅のラマンスペクトルを, 秒のオーダーで一度に得ることが可能となっている. ところで, 水酸化ナトリウム水溶液中の銀電極の酸化はAg→Ag_2O, Ag_2O→AgOの2段階に行なわれる. 酸化の初期にはAgOのみが生じるが, Ag_2Oは光照射によってAgOに光化学的に酸化されることが知られている. ラマンスペクトルには, AgOによるラマン線のみが現われる. その銀電極の酸化の極く初期過程におけるラマンスペクトルの測定結果から, 酸化膜厚か1〜2層以下の場合と, それ以上の場合とでは, 全く異なった性質を持つことを明らかにした. すなわち, 約2層以上のAg_2O膜では入射レーザー光によって光化学的にAgOに速やかに酸化されるにもかかわらず, それ以下の薄膜ではこのような酸化が進行しない. すなわち, 極く薄い(約2層以下)酸化膜は, ハルクとしての性質よりも酸素吸着層としての性質が支配的であることを示していると考えられる. 一方, 炭酸ナトリウム水溶液中の還元された銀電極表面には, 炭酸イオンがAg-O-CO_2のように吸着していることをラマンスペクトルの解析から明らかにした. さらに, Ag-O間ばかりでなくCO_3内の原子間結合力も電極電位によって変化することを示した.