Infrared spectra of carbon monoxide on platinum, iridium and copper ; comparison of flat and rough surfaces

¹ To whom all correspondence should be sent.
² Gorlaeus Laboratory, Rijksuniversiteit Leiden, P.O. Box 9502, 2300 RA Leiden, The Netherlands.

Abstract

The IR Spectra of carbon monoxide adsorbed on different forms of platinum, iridium and copper (flat and rough surfaces) have been investigated. The results of IR transmission experiments on the silica supported metals are presented and compared with the data from IRAS (IR reflection adsorption spectroscopy) experiments on the unsupported metals. It is shown that the coverage dependency of the IR band frequency Δν_CO (θ) is independent of the state of the metal if the formation of islands of CO is taken into consideration. This was proven by isotopic dilution experiments with¹²CO/¹³CO mixtures. It is suggested that many apparent discrepancies and irreproducibilities in the literature can be explained by an uncontrolled formation of islands. At a given surface coverage. Group VIII metals reveal a lower ν_co value when CO is adsorbed on rough surfaces (or small particles) than on smooth surfaces (or large particles). The reverse is true for the lb metal Cu. The differences between supported and unsupported metals can be ascribed to differences in the electronic and geometric structure of the surface. The differences between adsorption of CO on Group VIII and lb metals are discussed in terms of a difference in bonding of CO on these two groups of metals.

Résumé

Les spectres IR du monoxyde de carbone adsorbé sur divers échantillons de platine, d'iridium et de cuivre (surfaces lisses et rugueuses) ont été examinés. Les résultats d'expériences effectuées par transmission sur les métaux supportés sur silice sont présentés et comparés avec les données obtenues par réflexion sur les métaux non-supportés. Des expériences par dilution isotopique avec des mélanges¹²CO/¹³CO montrent que la variation de la fréquence des bandes IR Δν _CO(θ) avec le taux de recouvrement est indépendante de l'état du métal si on tient compte de la formation d'ilots de CO. Il est suggéré que de nombreuses incohérences et irréproductibilités de la littérature peuvent être expliquées par une formation incontrôlée d'ilot. A un taux de recouvrement donné, les métaux du groupe VIII montrent une valeur de ν_CO plus basse suivant que CO est adsorbé sur des surfaces rugueuses (ou de petites particules), ou sur des surfaces planes (ou de grosses particules). L'inverse est vrai pour le métal Ib, Cu. Les différences entre métaux à l'état supporté ou non-supporté peuvent être attribuées aux différences de structure électronique et géométrique de la surface. Les différences entre l'adsorption de CO sur les métaux des groupes VIII et Ib sont discutées en termes de différence de liaison du CO sur ces deux groupes de métaux.