Адсорбция и реакция молекул оксида азота (NO) на поверхности наноразмерных кластеров никеля на оксиде алюминия α-Al2O3(0001)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Адсорбция и реакция молекул оксида азота (NO) на поверхности модельной металлооксидной системы, сформированной контролируемым осаждением кластеров никеля в условиях сверхвысокого вакуума на поверхность тонкой пленки оксида алюминия α-Al2O3(0001), выращенной на подложке Мо(110), исследована in-situ экспериментальными методами анализа поверхности. По данным рентгеновской фотоэлектронной и электронной оже-спектроскопии (РФЭС, ЭОС), инфракрасной фурье-спектроскопии (ИКС) и термопрограммируемой десорбции (ТПД), существует условный размер кластера Ni в 2 нм, разделяющий характер электронного состояния адсорбированных на их поверхности молекул NO и их реакционную способность. Установлено, что особенностью кластеров Ni с характерным размером, не превышающим 2 нм, является то, что молекулы NO адсорбируются на их поверхности в виде димеров (NO)2, в то время как для кластеров большего размера адсорбция происходит в виде мономеров (NO). Сделан вывод, что такое различие является причиной разного реакционного поведения молекул. Ключевое различие кластеров размером менее и более 2 нм заключается в том, что в первом случае при нагреве системы образуются молекулы N2O, десорбирующиеся в газовую фазу, в то время как во втором этого не происходит. Образование N2O обусловлено взаимным влиянием молекул NO, образующих димер (NO)2, под действием межфазной границы раздела металл/оксид. Полученные результаты указывают на возможность настройки каталитической эффективности металлооксидной системы за счет варьирования размера нанесенного кластера металла.

Об авторах

Т. Т. Магкоев

Северо-Осетинский государственный университет им. К. Л. Хетагурова

Email: t_magkoev@mail.ru
362025, Владикавказ, Россия

Н. Е. Пухаева

Северо-Осетинский государственный университет им. К. Л. Хетагурова

362025, Владикавказ, Россия

Y. Men

School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai University of Engineering Science

201620, Shanghai, PR China

R. Behjatmanesh-Ardakanic

Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ardakan University

P.O. Box 184, Ardakan, IR Iran

M. Elahifard

Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ardakan University

P.O. Box 184, Ardakan, IR Iran

О. Г. Ашхотов

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова

360004, Нальчик, Россия

Список литературы

  1. Shiotari A., Koshida H., Okuyama H. // Surf. Sci. Rep. 2021. V. 76. P. 100500. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2020.100500
  2. Kim D.H., Ringe S., Kim H. et al. // Nature Commun. 2021. V. 12. P. 1856. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22147-7
  3. Rosca V., Duca M., de Groot M.T., Koper M.T.M. // Chem. Rev. 2009. V. 109, P. 2209. https://doi.org/10.1021/cr8003696
  4. Hu Y., Griffiths K., Norton P.R. // Surf. Sci. 2009. V. 603. P. 1740. doi: 10.1016/j.susc.2008.09.051
  5. Smirnov M.Y., Gorodetskii V.V., Block, J.H. // J. Mol. Catal. A: Chem. 1996, V. 107. P. 359. https://doi.org/10.1016/1381-1169(95)00175-1
  6. de Vooys A.C.A., Koper M.T.M., van Santen R.A., van Veen J.A.R. // J. Catal. V. 2001. V. 202. P. 387. https://doi.org/10.1006/jcat.2001.3275
  7. Hess C., Ozensoy E., Yi C.-W., Goodman D.W. // J. Am. Chem. Soc. V. 2006. V. 128. P. 2988. doi: 10.1021/ja057131q
  8. Paul D.K., Smith B.W., Marten C.D., Burchett J. // J. Mol. Catal. A: Chemical. 2001. V. 167. P. 67. https://doi.org/10.1016/S1381-1169(00)00492-1
  9. Fuente S.A., Fortunato L.F., Domancich N. et al. // Surf. Sci. 2012. V. 606. P. 1948. http://dx.doi.org/10.1016/j.susc.2012.08.003
  10. Brown W.A., King D.A. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. P. 2578. doi: 10.1021/jp9930907.
  11. Conrad H., Ertl G., Kuppers J., Latta E.E. // Surf. Sci. 1975. V. 50. P. 296. https://doi.org/10.1016/0039-6028(75)90026-6
  12. Henry C.H. // Surf. Sci. Rep. 1998. V. 31. P. 235. https://doi.org/10.1016/S0167-5729(98)00002-8
  13. Hirschmugl C.J. // Surf. Sci. 2002. V. 500. P. 577. https://doi.org/10.1016/S0039-6028(01)01523-0
  14. Chen P.J., Goodmann D.W. // Surf. Sci. 1994. V. 312. P. L767. https://doi.org/10.1016/0039-6028(94)90719-6
  15. Magkoev T.T., Christmann K., Moutinho A.M.C., Murata Y. // Surf. Sci. 2002. V. 515. P. 538. https://doi.org/10.1016/S0039-6028(02)01972-6
  16. Venables J.A. Introduction to Surface and thin Films Processes. Cambridge: Univ. Press, 2010. 372 p. ISBN: 9780511755651. https://doi.org/10.1017/CBO9780511755651
  17. Baumer M., Freund H.-J. // Progr. Surf. Sci. 1999. V. 61. P. 127. https://doi.org/10.1016/S0079-6816(99)00012-X
  18. Grigorkina G.S., Zaalishvili V.B., Burdzieva O.G. et al. // Solid State Commun. 2018. V. 276. P. 28. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2018.04.001
  19. Magkoev T.T. // Vacuum. 2021. V. 189. P. 110220. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110220
  20. Chen J.G., Erley W., Ibach H. // Surf. Sci. 1989. V. 224. P. 215. https://doi.org/10.1016/0039-6028(89)90911-4
  21. Demir S., Fellah M.F. // Surf. Sci. 2020. V. 701. P. 121689. https://doi.org/10.1016/j.susc.2020.121689
  22. Beniya A., Isomura N., Hirata H., Watanabe Y. // Surf. Sci. 2013. V. 613. P. 28. https://doi.org/10.1016/j.susc.2013.03.001
  23. Blyholder G. // J. Phys. Chem. 1964. V. 68. P. 2772. https://doi.org/10.1021/j100792a006
  24. Aizawa H., Tsuneyuki S. // Surf. Sci. 1998. V. 399. P. L364. https://doi.org/10.1016/S0039-6028(98)00042-9
  25. Wimmer E., Fu C.L., Freeman A.J. // Phys. Rev. Lett. 1985. V. 55. P. 2618. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.55.2618
  26. Jennison D.R., Verdozzi C., Schultz P.A., Sears M.P. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. P. R15605. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.R15605
  27. Mattsson A.E., Jennison D.R. // Surf. Sci. 2002. V. 520. P. L611. https://doi.org/10.1016/S0039-6028(02)02209-4
  28. Tonner B.P., Kao C.M., Plummer E.W. et al. // Phys. Rev. Lett. 1983. V. 51. P. 1378. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.51.1378
  29. Ibach H., Lehwald S. // Surf. Sci. 1978. V. 76. P. l. https://doi.org/10.1016/0039-6028(78)90065-1
  30. Bertolo M., Jacobi K. // Surf. Sci. 1990. V. 226. P. 207. https://doi.org/10.1016/0039-6028(90)90486-R
  31. Hess C., Ozensoy E., Yi C.-W., Goodman D.W. // J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. P. 2988. doi: 10.1021/ja057131q
  32. Duarte H.A., Salahub D.R. // J. Phys. Chem. B. 1997. V. 101. P. 7464. doi: 10.1021/Jp9706801
  33. Pacchioni G., Rosch N. // Surf. Sci. 1994. V. 306. P. 169. https://doi.org/10.1016/0039-6028(94)91195-9
  34. Debeila M.A., Coville N.J., Scurrell M.S., Hearne G.R. // Catal. Today. 2002. V. 72. P. 79. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(01)00480-1

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».