Single-molecule study of photo-catalytic reactions on oxide surfaces

氧化物表面光催化反应的单分子研究

• 批准号: 22685002
• 负责人: OKUYAMA Hiroshi
• 金额: $ 15.81万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22685002/
• 关键词: 単一分子; 酸化物表面; STM; 走査トンネル顕微鏡; 水素; 水分子; 光反応; 酸化物

We studied the mechanism of reaction and dynamics of hydroxyl species and hydrogen atom on Cu(110) at a single-molecule level. By tunnel electrons from the STM tip, the vibration mode of a water molecule is excited, which decays into the motion of hydrogen atom. By collaboration with theory groups, we determined the identity of the vibration modes and their frequencies. It was also found that the oxygen adatom on the surface plays a crucial role in dissociating water molecules into hydroxyl dimer. This indicates that the impurity oxygen atom is the active site for the reaction of water molecules on the copper surface. On the other hand, sulfur atom is not reactive to water molecules; we reveal essential difference between two chalcogen atoms in the catalytic activity.

在单分子水平上研究了Cu（110）上羟基与氢原子的反应机理和动力学。通过STM尖端的隧道电子，激发水分子的振动模式，使其衰变成氢原子的运动。通过与理论小组的合作，我们确定了振动模式及其频率的身份。研究还发现，表面的氧原子在将水分子解离成羟基二聚体中起着至关重要的作用。这说明杂质氧原子是水分子在铜表面反应的活性位点。另一方面，硫原子不与水分子反应；揭示了两个碳原子在催化活性上的本质区别。

项目成果

Cu(110)における NO 分子間共有結合の直接観察

直接观察Cu(110)中NO分子间共价键

• 发表时间: 2011
• 作者: 塩足亮隼;北口雄也;八田振一郎;奥山弘;有賀哲也
• 通讯作者: 有賀哲也

Cu(110)に吸着した NO の電子状態の制御

Cu(110)上吸附的NO电子态的控制

• 发表时间: 2011
• 作者: 塩足亮隼;北口雄也;八田振一郎;奥山弘;有賀哲也
• 通讯作者: 有賀哲也

Comparative study of phenol and thiophenol adsorption on Cu(110)

• DOI: 10.1063/1.4815968
• 发表时间: 2013-07-28
• 期刊: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS
• 影响因子: 4.4
• 作者: Kitaguchi, Y.;Habuka, S.;Aruga, T.
• 通讯作者: Aruga, T.

STM observation of methanol and its dehydrogenation products on Cu(110)

甲醇及其脱氢产物在Cu(110)上的STM观察

• 发表时间: 2011
• 作者: 佐藤友哉;尾崎典雅;浦西宏幸;浅海雄人;池谷正太郎;大谷栄治;喜田美佳;近藤良彦;宮西宏併;小川剛史;坂和洋一;佐野孝好;兒玉了祐;北口雄也
• 通讯作者: 北口雄也

Cu(110)におけるメタノールと脱水素化物の単分子観測

甲醇和Cu(110)脱氢的单分子观察

• 发表时间: 2011
• 作者: 北口雄也;塩足亮隼;八田振一郎;奥山弘;有賀哲也
• 通讯作者: 有賀哲也