Новости химической науки > Получены образы интермедиатов на каталитической поверхности

Исследователи получили изображения двух интермедиатов, которые, как предполагается, играют ключевую роль во взаимодействии водорода и кислорода на поверхности катализатора.

O₂ (бирюзовый) реагируют с гидроксильными группами OH (синий и желтый) на поверхности TiO₂ (красный и синий) с образованием ранее не фиксировавшихся частиц HO₂. (бирюзовый и желтый, по центру). HO₂ диссоциирует с образлованием атома O и группы OH, связанной с атомом титана. (Рисунок из J. Phys. Chem. C, DOI: 10.1021/jp807030n)

Исследователи из Северо-западной национальной лаборатории зафиксировали два ранее не наблюдавшихся интермедиата взаимодействия водорода с кислородом на поверхности катализатора. Новое исследование позволяет глубже понять механизм реакции, протекающей на поверхности оксидно-титанового катализатора при фоторасщеплении воды, а также других реакций с участием H₂O и O₂ на твердых катализаторах.

Игорь Любинецкий (Igor Lyubinetsky) и Ингги Ду (Yingge Du) получили модельный катализатор фотоокисления – частично гидроксилированный оксид титана, выдерживая кристалл TiO₂ в парах воды, вода диссоциирует на дефектах кристаллической решетки оксида титана.

Полученную поверхность обработали O₂, сравнили картину поверхности, полученную с помощью туннельной сканирующей микроскопии, до и после обработки кислородом. Для интерпретации результатов исследования поверхности применяли квантово-химические расчеты. Исследователи утверждают, что они впервые зафиксировали адсорбированный гидропероксил HO₂, который, как они считают, может образоваться при взаимодействии O₂ с группой OH, мостиком связывающей два атома титана. Далее HO₂ может диссоциировать с образованием адсорбированного атома кислорода и терминально связанной с титаном ОН-группы.

Источник: J. Phys. Chem. C, DOI: 10.1021/jp807030n

метки статьи: #аналитическая химия, #квантовая химия, #кинетика и катализ, #химия поверхности