Interaction CO—H₂ sur monocristaux de Ni : influence du carbone superficiel

Institut de Recherches sur la Catalyse — C.N.R.S., 2, avenue Albert Einstein — 69626 Villeurbanne, Cedex.

Résumé

Sur les surfaces propres de Ni(111), (100) et (110) à 300 K, CO et H₂ sont d'abord coadsorbés sans interactions pour, à saturation, ne laisser que du CO en surface après déplacement de l'hydrogène. Par contre, la présence de "carbure superficiel" modifie de façon importante le comportement de ces surfaces vis-à-vis de l'interaction CO + H₂. Le carbure superficiel inhibe la réactivité de la face (100), mais, sur les faces (111) et (110), une réaction de surface se produit conduisant à la formation de complexes oxyhydrocarbonés. Ces complexes se caractérisent par des vibrations de fréquence 2970, 1435 et 1355 cm^{— 1} et une décomposition thermique en CO et H₂ présentant un maximum de vitesse vers 380-400 K. A plus haute température, on note en addition, la formation d'espèces hydrocarbonées présentant des fréquences de vibrations à 3065 et 775 cm^{— 1} et une décomposition thermique avec libération d'hydrogène vers 600 K. La nature de ces complexes est discutée.

Abstract

While on clean Ni(111), (100) and (110) surfaces at 300 K CO and H₂ co adsorb without significant interactions at low coverage, and get further only adsorbed CO after hydrogen displacement, the presence of "surface carbide" modifies strongly the behaviour of these surfaces toward CO + H₂ coadsorption. Indeed, the carbide gets unreactive the (100) face, and surface reactions appear on the carbide surfaces which induces the formation of oxyhydrocarbonated adsorbed complexes. These complexes are characterized by vibrations at 2970, 1435 and 1355 cm^{— 1} ; they are thermally decomposed, giving rise to CO and H₂ in the gas phase, with a maximum rate near 380-400 K. At higher temperatures, and under the CO + H₂ flow, hydro carbonated species form in addition, which exhibit vibration peaks at 3065 and 775 cm^{— 1} and decompose thermally with hydrogen loss near 600 K. The nature of these complexes is discussed.