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Nanostrukturen und Grenzflächen Poster: Do., 13:00–15:30 D-P305
In-situ Oberflächenröntgenbeugung an sauerstoffinduzierten Rekonstruktionen
auf Ag(111)
Alexander Reicho 1 , Andreas Stierle 1 , Ioan Costina 1 , Helmut Dosch 1
1 Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstraße 3, 70569 Stuttgart
Silber spielt eine wichtige Rolle als Katalysator für Oxidationsreaktionen. Es wird z.B.
für die Epoxidation von Ethylen und die partielle Oxidation von Methanol zu Formaldehyd
verwendet. Diese Reaktionen werden bei einer Temperatur von 500 bis 900 K
und atmosphärischem Sauerstoffdruck ausgeführt. Ein grundlegendes Verständnis der
katalytischen Aktivität von Silber erfordert die Kenntnis der Oberflächenstruktur der
aktiven Phase auf atomarer Skala. Seit 1974 ist die Bildung einer sauerstoffinduzierten
p(4×4) Rekonstruktion auf Ag(111) bekannt [1], welche für die katalytische Aktivität
von Silber verantwortlich gemacht wird [2,3].
In unserem Beitrag präsentieren wir Ergebnisse einer in-situ Oberflächenröntgenbeugungsuntersuchung
(SXRD), die die Gültigkeit verschiedener vorgeschlagener Strukturmodelle
der p(4×4) Rekonstruktion in Frage stellt [2,4]. Weiterhin zeigen wir das
gemessene Stabilitätsdiagramm des O/Ag(111)-Systems, welches mit theoretischen Berechnungen
verglichen wird [3].
Als ein Hauptresultat unserer SXRD Messungen können alle Strukturmodelle der
p(4×4) Rekonstruktion, welche auf einer dreilagigen O-Ag-O Schicht des Bulkoxids
Ag2O beruhen, ausgeschlossen werden. Wir präsentieren ein nanostrukturiertes Ag12O6
Adatommodell der p(4×4) Rekonstruktion, welches durch verschiedene experimentelle
und theoretische Methoden bestimmt wurde [5] und im Einklang mit unseren SXRD
Messungen steht. Dieses Modell besteht aus 2 Ag6 Dreiecken, die sich auf fcc und
hcp Plätzen befinden. Diese Dreiecke sind durch 6 Sauerstoffatome pro Einheitszelle
verbunden, wobei sich jeweils 2 Sauerstoffatome in den Gräben zwischen den Ag6
Dreiecken befinden.
Außerdem haben wir mit Hilfe von in-situ SXRD das Stabilitätsdiagramm des
O/Ag(111)-Systems untersucht. Dabei konnten wir beobachten, dass die p(4×4) Rekonstruktion
unter den katalytischen Bedingungen der Epoxidation von Ethylen stabil
ist. Es könnte daher sein, dass diese Überstruktur eine wichtige Rolle für die katalytische
Aktivität von Silber spielt.
[1] G. Rovida et al., Surf. Sci. 43 (1974) 230
[2] A. Michaelides et al., Chem. Phys. Lett. 367 (2003) 344
[3] W.X. Li et al., Phys. Rev. B 68 (2003) 165412
[4] A. Michaelides et al., J. Vac. Sci. Technol. A 23 (2005) 1487
[5] M. Schmid et al., Phys. Rev. Lett. 96 (2006) 146102