ИФХЭ РАН

Новости Масс-медиа Публикации сотрудников Обнаружен ранее неизвестный обратимый редокс-процесс на частично восстановленном адслое NO на поверхности монокристалла Pt(111)

Обнаружен ранее неизвестный обратимый редокс-процесс на частично восстановленном адслое NO на поверхности монокристалла Pt(111)

В Лаборатории строения поверхностных слоев ИФХЭ РАН на поверхности монокристаллов Pt(111) удалось зарегистрировать интересное явление – образование соадсорбционных комплексов монооксида азота и аммиака либо продукта его окисления аминорадикала.

Процесс электровосстановления нитрат-аниона представляет значительный интерес для исследователей как с фундаментальной, так и с практической точек зрения. Фундаментальные аспекты процесса важны для понимания механизмов протекания подобных многостадийных реакций и определения свойств промежуточных продуктов, а практические – перспективны для технологий очистки сточных вод. Одним из ключевых промежуточных продуктов электровосстановления нитрат-аниона является оксид азота NO, а при полном восстановлении образуется аммиак NH3.

Для исследования механизма электрохимических реакций и установления корреляции между структурой адсорбционных мест на поверхности и их реакционной способностью используют, в том числе, монокристаллические электроды с хорошо определенными поверхностями различной ориентации. В настоящей работе для этой цели использовали поверхность платины с ориентацией (111). Известно, что при полном электровосстановлении монослоя NO до аммиака на вольтамперограммах наблюдаются два пика, отвечающие восстановлению молекул NO, адсорбированных непосредственно на атомах платины (atop) и в углублении между образующими равносторонний треугольник атомами платины (3-fold hollow). При изучении частичного восстановления предварительно адсорбированного слоя NO было показано, что молекулы аммиака, образующиеся при восстановлении NO в позиции atop, не десорбируются и образуют соадсорбционные комплексы с невосстановленными молекулами NO, адсорбированными в позиции 3-fold hollow. Такие комплексы вполне стабильны вплоть до потенциалов восстановления NO(3-fold hollow), с одной стороны, и потенциалов окисления NO(3-fold hollow) до нитрит-анионов, с другой стороны. При этом было обнаружено, что аммиак, соадсорбированный на поверхности с NO, обратимо окисляется до аминорадикала, который не десорбируется и остается в соадсорбционной решетке. В литературе такие комплексы описывались при соадсорбции NH3 и NO в условиях глубокого вакуума, но никогда ранее не были замечены в электрохимических условиях.

Интересно, что образующийся соадсорбционный комплекс в значительной мере сохраняется даже в области потенциалов, которую в литературе приписывают одновременному окислению NO до нитрит-аниона и формированию адсорбированных частиц OH. Анализ полученных данных позволяет по-новому взглянуть на механизм такого окисления и предположить, что наблюдаемые токи окисления отвечают, главным образом, окислению NO в позиции atop, тогда как окисление NO в позиции 3-fold hollow протекает при заметно более высоких потенциалах.

Работа признана одной из наиболее интересных работ направления «Химическое сопротивление материалов, защита металлов и других материалов от коррозии и окисления» ИФХЭ РАН в 2021 году.
Читать 192 times

Яндекс.Метрика