電気二重層の超高真空モデリングとその応用

双电层超高真空建模及其应用

• 批准号: 11118267
• 负责人: 伊藤 正時
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118267/
• 关键词: Ru(001)電極; 水クラスター; 赤外分光; トンネル顕微鏡

本研究では、超高真空中、極低温に保持したPt(111), Ru(0001) 表面上に水分子を吸着させたときの水分子の吸着構造を明らかにし、ついで、SO_3やHCL, O_2, COなどの分子を水とともに共吸着させて得られる表面構造が現実の電極表面二重層構造をどこまで再現させることができるかについて行った。ついで電気二重層における水和水分子が果たす役割、界面における電子移動、プロトン移動によるローカルな仕事関数変化を考察することにより、ポテンシャルドロップや電極電位に関する検討を行った。UHV中のモデリング実験で、吸着硫酸種+H_3O^+の被覆率を変化しても仕事関係値(電極電位の変化に対する寄与)の変化がないことを、明らかにした。したがって、電極電位の変化と最も直接的な因果関係にあるのは、吸着層近傍の水分子の配向変化であるということになる。したがって、電極電位と水分子(H_2O, H_3O+, OH^-, O^2)の吸着、配向変化の間には1:1の対応関係があると結論することができる。Ru(0001)表面では比較的Ru....H_2O結合が強くモノマーとして存在している。モノマー吸着水も77Kの昇温により、合体してダイマー、テトラマーとなる。170Kに昇温すると解離してOHを生じる。逆にAu(111)表面では、水分子と金原子との結合が著しく弱く20K以上の温度範囲で小さな水クラスター分子は全く存在しない。

In this study, the adsorption structure of water molecules on Pt(111), Ru(0001) surfaces in ultra-high vacuum and at very low temperatures was investigated. The adsorption structure of water molecules on Pt(111), Ru(0001) surfaces was investigated. The adsorption structure of water molecules on Pt (111), Ru(0001) surfaces was investigated. The adsorption structure of SO_3, HCL, O_2, CO molecules on Pt (111), Ru (0001) surfaces was investigated. The interaction between water and water molecules in the electric double layer, the electron movement at the interface, the electron movement at the interface and the electrode potential at the interface are investigated. In UHV, the change of the coverage ratio of adsorbed sulfuric acid species +H_3O^+ and the change of the working relationship (the relationship between the change of electrode potential and the change of electrode potential) are discussed. The most direct causal relationship is the change in the electrode potential and the alignment of water molecules near the adsorption layer. 1:1 relation between adsorption and alignment of water molecules (H_2O, H_3O+, OH^-, O^2) and electrode potential. Ru(0001) Surface Ru (0001) Surface Ru (0001) H_2O binding is strong. The temperature rise of 77K for absorption of water, the temperature rise of 77K for absorption of water, and the temperature rise of 77 K for absorption of water. At 170K, OH is dissociated. Au(111) surface, water molecules and gold atoms are bound together, and the temperature range is above 20K. The small water molecules exist completely.

项目成果

Masashi Nakamura: "Hydrogen bonding between water molecule and electronegative additives on a Pt(111) surface"Chem. Phys. Letters. (in press). (2000)

Masashi Nakamura：“水分子与 Pt(111) 表面上的负电性添加剂之间的氢键”Chem.

Shingaya Yoshitaka: "Comparison of a lisulfate anion adsorbed on M(111) (M=Pt, Rh, Au Ag and Cu)"J. Electroanal. Chem.. 467. 299-308 (1999)

Shingaya Yoshitaka：“吸附在 M(111) 上的硫酸根阴离子的比较（M=Pt、Rh、Au Ag 和 Cu）”J。

Yoshitaka Shingaya: "Coadsorption of ammonia and electrolyte anions on a Pt(111) electrode"Surface Science. 427. 173-178 (1999)

Yoshitaka Shingaya：“氨和电解质阴离子在 Pt(111) 电极上的共吸附”表面科学。

中村 将志: "The vibrational spectra of water cluster molecules on Pt(111) surface at 20K"Chem. Phys. Letters. 309. 123-128 (1999)

Masashi Nakamura：“20K 时 Pt(111) 表面上的水簇分子的振动光谱”，《化学快报》，309。123-128 (1999)

Yoshitaka Shingaya: "Modeling of the Electrochemical Double Layers in Ultra high Vacuum Adsorption of Sulfuric Acid Species on Pt(111)"Interfacial Electrochemistry. 17. 287-299 (1999)

Yoshitaka Shingaya：“硫酸物质在 Pt(111) 上超高真空吸附中的电化学双层模型”界面电化学。