模型氧化钛、氧化钒薄膜的制备和表征

摘要

用规整有序的金属氧化物薄膜在原子尺度上模拟高分散的负载金属催化剂已经成为近年来研究的热点。利用表面科学多种多样的分析手段可能从分子水平上去了解催化反应的发生，为真实催化剂的设计提供有效的指导和借鉴。本论文主要采用高分辨电子能量损失谱(HREELS)、低能电子衍射(LEED)和俄歇电子能谱(AES)、反射吸收红外光谱(IRAS)对TiOx/Pd(100)和VOx/Pt(111)模型薄膜的生长模式、表面结构和热稳定性进行了考察，为阐明催化剂的构效关系提供重要依据。
　　在Pd(100)单晶上生长氧化钛薄膜，采用逐步氧化法可以形成结构均一的单层Ti2O3，而采用一步氧化法可以得到含多层的氧化钛膜。一步氧化法制得的0.8ML到1.2 ML-TiOx为表面Ti2O3物种，对应的LEED图是(13×1)。表面Ti2O3不稳定，在600K退火就团聚生成纳米粒子。覆盖度增加到2.2 ML的时候，出现57、68、76、126 meV四个振动，归属为体相Ti2O3。体相Ti2O3在750K退火保持稳定，在氧氛围中退火，可部分转变成表面Ti2O3。室温下Au在Pd(100)上可以按层层生长的模式生长，而在1.0 ML-TiOx/Pd(100)薄膜表面，则呈现SK生长模式（二维单层生长至一个单层后形成三维纳米粒子）。且在低压和高压下暴露CO，均可以看见CO在Au上的吸附。
　　钒氧化物在Pt(111)表面可按层-层生长模式生长。0.5 ML以下时，形成高分散V=O物种。0.5-1 ML时，形成特征能量损失峰为69 meV的表面V2O3。1-2 ML，形成特征能量损失峰为62 meV的双层膜结构的(VOx)。大于2 ML时，可能形成在双层结构上堆叠含有V=O的三层结构或体相V2O3和双层结构共存。低压CO吸附表明钒氧化物不影响Pt(111)上CO吸附的振动波数，1 ML以上的钒氧化物能很好地覆盖Pt(111)表面。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 Au／TiOx模型催化剂上的CO氧化

1．2．1 研究背景和意义

1．2．2 金催化剂上的CO低温氧化

1．3 氧化钛薄膜的制备

1．3．1 TiOx／Mo

1．3．2 TiOx／Ni(110)

1．3．3 TiOx／Pt(111)

1．3．4 TiOx／Ru(0001)

1．3．5 TiOx／Cu(100)

1．3．6 TiOX／W(100)

1．4 钒基催化剂上的丙烷氧化反应

1．4．1 研究背景和意义

1．4．2 钒基催化剂上丙烷氧化的活性相

1．5 钒氧化物膜的制备及应用

1．5．1 VOx／Au(111)

1．5．2 VOx／Pd(111)

1．5．3 VOx／Rh(111)

1．6 论文的构思与目的

参考文献

第二章 实验部分

2．1 实验仪器

2．2 仪器原理

2．2．1 俄歇电子能谱(AES)

2．2．2 低能电子衍射(LEED)

2．2．3 高分辨电子能量损失谱(HREELS)

2．2．4 反射吸收红外光谱(IRAS)

2．3 样品的制备

2．3．1 样品的清洁

2．3．2 氧化物薄膜的制备和表征

参考文献

第三章 TiOx／Pd(100)模型催化剂的制备和表征

3．1 TiOx／Pd(100)的制备

3．1．1 逐步氧化法

3．1．2 一步氧化法

3．2 温度对TiOx／Pd(100)薄膜结构的影响

3．3 退火对TiOx／Pd(100)薄膜结构的影响

3．4 氧化时间对TiOx／Pd(100)薄膜结构的影响

3．5 TiOx／Pd(100)薄膜上Au的生长

3．6 本章小结

参考文献

第四章 VOx／Pt(111)模型催化剂的制备和表征

4．1 VOx／Pt(111)薄膜的制备

4．2 VOx／Pt(111)薄膜的表征

4．2．1 低于0．5 ML的VOx／Pt(111)的膜结构和性质

4．2．2 0．8 ML、1 ML的VOx／Pt(111)的膜结构和性质

4．2．3 1ML-2 ML的VOx／Pt(111)的膜结构和性质

4．2．4 大于2ML的VOx／Pt(111)的膜结构和性质

4．3 CO在VOx／Pt(111)上的吸附

4．4 本章小结

参考文献

第五章 结论

硕士期间发表论文

致谢