The atomic structure of platinum aggregates. Effects of hydrocarbon adsorption and decomposition

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

Abstract

The atomic structure of 10 Å platinum particles supported on Y zeolite (Pt₁₀Ce_7.6Na_13.2 Y) has been determined by the radial electron distribution method from X-ray diffraction data. When the particles are out gassed they exhibit a distorted and contracted f.c.c. structure. Hydrogen adsorption produces a relaxation toward the f.c. structure and normal interatomic distances of bulk platinum. The adsorptions of n—C₄H₁₀ at 450 K, of C₂H₄ at 300 K and the cracking of C₆H₆ at 600 K on the bare particles induce a weak relaxation of the mean distances and a displacement disorder of the Pt atoms. These modifications are due to the hydrocarbon dissociation and Pt—C bond formation. The f.c.c. structure is regenerated by hydrogen treatment at 600 K which eliminates the carbonaceous deposits.

Résumé

La structure de particules de platine de 10 Å de diamètre supportées dans une zéolithe Y (Pt₁₀Ce_7.6Na_13.2Y) a été déterminée par la méthode de distribution électronique radiale à partir des intensités des rayons X diffractées par le solide. Lorsque la surface est dégazée, les particules présentent une structure c.f.c. distordue et contractée. L'adsorption d'hydrogène provoque une relaxation vers la structure c.f.c. et les distances interatomiques normales du platine massif. L'adsorption sur la surface nue de n-butane à 450 K, d’éthylène à 300 K et le craquage du benzène à 600 K entraînent une faible relaxation des distances moyennes et un désordre de déplacement des atomes de platine. Ces modifications s'expliquent par la dissociation des hydrocarbures et la formation de liaisons Pt—C. La structure c.f.c. est régénérée par traitement sous hydrogène à 600 K qui élimine les dépôts carbonés.