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: 10131263
• 负责人: 伊藤 正時
• 金额: $ 1.02万
• 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10131263/
• 关键词: 赤外分光; Pt(111); UHVモデリング; 電気二重層; 水(H_2O); 固液界面; 電極表面; トンネル顕微鏡

固液界面では溶液層の水が実験の妨害となるために、電気化学二重層の分子レベルにおける理解が困難である。本研究では超高真空中で水や電解質分子を単結晶金属表面Pt(111)に吸着させ、電気二重層のモデルを構築した。吸着水分子の表面拡散を抑制するために20Kで実験をおこなった。昇温脱離の実験から1 bilayer(at 20K)に相当する水分子の吸着量(被覆率)を2/3MLと定義した。非常にシャープな3つの吸収バンドのうち2716cm-1はOD逆対称伸縮、2582および2571cm-1はOD対称伸縮振動に帰属される。赤外分光における表面選択律、および、金属表面上に水素結合した水クラスター吸着に関するBFP理論(Doering and Madey)から、この結果は次のような可能性を与えている。(1)Pt原子(on-top)にローンペアで吸着した配向姿勢の異なる2種類のモノマー水分子が存在する。一つは分子平面が表面と109度傾き2個の水素原子が表面と等価であるもの、もう一つは2個の水素原子が表面とは非等価でODのひとつが表面に垂直であるもの。(ii)(i)の2種類のモノマーが水素結合して生じたダイマー(2個の水素原子が等価で、ひとつのローンペアが表面垂直に吸着している分子(この分子がRtとdirectに結合している)、とその分子のもう一つのローンペアに別の水分子のODが水素結合している(そしてもう一つのODが表面に垂直にたっている。20Kの極低温でも表面拡散している可能性があり、(i)のモノマー吸着水分子が合体したとも考えられる。被覆率が大きくなると各バンドがsplittする。20KではLEEDでorderingがまったくみられないことから、この分裂は水分子が3個以上のクラスター(n>3)として存在している。

The solid-liquid interface is difficult to understand because of the water in the solution layer and the molecular interaction in the electrochemical double layer. In this study, the structure of adsorption and electric double layer of Pt(111) on the surface of Pt(111) crystal was studied. Surface diffusion of adsorbed water molecules is suppressed at 20K. The temperature of desorption is 1 bilayer(at 20K), which is equivalent to the adsorption amount of water molecules (coverage). Very close to 3 cm, the absorption temperature is 2716cm-1, and the OD is opposite to the expansion vibration, and the OD is opposite to the expansion vibration. According to the BFP theory (Doering and Madey), which is related to the surface selection law in infrared spectroscopy and the adsorption of water on metal surfaces due to the binding of water elements, this result may be possible. (1)Pt Two kinds of water molecules exist in the on-top orientation of the atom. A molecule plane surface 109 ° tilt 2 element atoms surface (ii)(i) Two kinds of molecules (two water atoms are equal, two molecules are equal, two molecules are The possibility of surface dispersion at 20K is discussed. The coverage ratio is very high. 20K

项目成果

M.Nakamura,M.Ito: "Urea adsorption on Au(111) and Au(100) electrodes" Surface Science. (in-press). (1999)

M.Nakamura、M.Ito：“Au(111) 和 Au(100) 电极上的尿素吸附”表面科学。

Y.Shingaya,M.Ito: "Model double layer structures on M(111) in a sulfuric acid solution" Electrochim. Acta.44. 889-895 (1998)

Y.Shingaya，M.Ito：“硫酸溶液中 M(111) 上的双层结构模型”Electrochim。

K.Momoi,M.Ito: "Redox process of NO into NO_2 on Pt(111) electrode" J.Electroanal.Chem.(in-press). (1999)

K.Momoi，M.Ito：“NO 在 Pt(111) 电极上氧化还原成 NO_2 的过程”J.Electroanal.Chem.（印刷中）。

Y.Shingaya,M.Ito: "Coadsorption of ammonia and electrolyte anions on Pt(111) electrode" Surface Science. (in-press). (1999)

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

Y.Shingaya,M.Ito: "Comparison of bisulfate anion adsorbed on M(111)(M=Pt,Rh,Cu,Ag)" J.Electroanal.Chem.(in-press). (1999)

Y.Shingaya,M.Ito：“吸附在 M(111)(M=Pt,Rh,Cu,Ag) 上的硫酸氢根阴离子的比较”J.Electroanal.Chem.（印刷中）。