dc.contributor.author
Völkening, Stephan
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:32:41Z
dc.date.available
1999-03-02T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13498
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17696
dc.description
Titelblatt und Inhaltsverzeichnis
Kapitel 1 Einleitung
1
1.1 Motivation - Kinetik auf atomarer Ebene
1
1.2 Stand der Forschung
2
1.3 Gegenstand der Arbeit
3
Kapitel 2 Experimentelles
5
2.1 Das Temperatur-variable STM
6
2.2 Das Hochgeschwindigkeits-STM
7
2.3 Präparation des Platinkristalls
7
2.4 Gase
8
2.5 Fehlerbetrachtung
8
Kapitel 3 CO-Oxidation auf Pt(111)
10
3.1 Einführung - Literatur und Motivation
10
3.2 Experimentelles
12
3.3 Qualitative Beobachtungen
14
3.4 Der Einfluß der Tunnelspitze
17
3.5 Quantitative Auswertung
21
3.6 Temperaturabhängigkeit der CO-Oxidation
29
3.7 Monte-Carlo-Simulationen - Die Rolle der Sauerstoffverteilung
36
3.8 Der Einfluß von CO
57
3.9 Diskussion des Reaktionsablaufs
66
3.10 Messungen bei Raumtemperatur
68
3.11 Diskussion - Die CO-Oxidation unter "realen" Bedingungen
74
3.12 Zusammenfassung
76
Kapitel 4 Das System O/H/H2O auf Pt(111)
78
4.1 Einleitung
78
4.2 Die Reaktion zwischen Wasser und Sauerstoff
81
4.3 Die Reaktion von OH mit Wasserstoff
96
4.4 Die Wasserstoff-Oxidation auf Pt(111)
110
4.5 Die Wasserstoff-Oxidation oberhalb von 170 K
136
4.6 Zusammenfassung
141
Kapitel 5 Vergleich zwischen der Oxidation von CO und H auf Pt(111)
144
Kapitel 6 Abschließende Beurteilung
146
Kapitel 7 Kurzfassung der Ergebnisse
147
Anhang A
151
A.1 Die Anwendung von Monte-Carlo-Methoden auf dynamische Prozesse
151
A.2 Die Simulation der CO-Oxidation
153
A.3 Verwendete Größen und Abkürzungen
158
Literatur
160
dc.description.abstract
In der vorliegenden Arbeit wird die Verwendung temperaturvariabler
Rastertunnelmikroskopie (STM) zur Untersuchung heterogen katalysierter
Reaktionen demonstriert. Durch die atomare Auflösung erhält man Einblicke in
mikroskopische Abläufe der Reaktionen. Es werden neue Ergebnisse bezüglich der
Oxidationsreaktionen von Kohlenmonoxid und Wasserstoff auf Pt(111)
vorgestellt.
CO+O
Die kinetischen Parameter wurden durch in-situ-Verfolgung der Reaktion
zwischen adsorbierten Sauerstoff-Atomen und CO ermittelt (237-274 K). Dadurch
konnte auf der Basis der Statistik atomarer Prozesse das makroskopische
Verhalten der Reaktion abgeleitet werden. Während der Reaktion kommt es zu
einer Separation in eine reine CO- und eine O-CO-Mischphase. Dabei findet die
Reaktion bevorzugt an den Phasengrenzen statt. Mit Hilfe von Monte-Carlo-
Simulationen konnten die experimentellen Befunde reproduziert werden.
H+O
Es wird gezeigt, daß sich der Mechanismus der Reaktion bei der
Desorptionstemperatur Tdes des Produktes Wasser (170 K) ändert. Unterhalb Tdes
agiert Wasser als autokatalytische Spezies, indem es mit Sauerstoff zu einem
Hydroxylintermediat (OH) reagiert. Der autokatalytische Mechanismus zeigt sich
im Auftreten von Reaktionsfronten, deren Bewegung mit dem STM verfolgt wurde.
Mit zunehmender Temperatur nimmt die Verweilzeit von Wasser und damit der
Einfluß auf die Reaktion ab, bis die Reaktion oberhalb Tdes über die
schrittweise Addition von Wasserstoff an Sauerstoff verläuft.
de
dc.description.abstract
Application of temperature-variable scanning tunneling microscopy (STM) for
investigations of heterogeneous catalyzed reactions is demonstrated. By atomic
resolution insight into the microscopic processes of the reactions was
obtained. New results are presented on the oxidation reactions of carbon
monoxide and hydrogen on Pt(111).
CO+O
Kinetic parameters were determined by in situ following the reaction between
preadsorbed oxygen atoms with CO (237-274 K). In this way it was able to
verify the macroscopic kinetics on the basis of experimental information about
the atomic scale. During the reaction a phase separation into a pure CO- and a
mixed O-CO-phase was observed. The reaction preferentially takes place at the
phase boundaries. Monte Carlo simulations reproduced the experimental
observations.
H+O
It was demonstrated that the mechanism of the water forming reaction changes
qualitatively at the water desorption temperature Tdes (170 K). Below this
temperature water acts as an autocatalytic species by reacting with oxygen to
a hydroxyl intermediate (OH). The autocatalytic mechanism became manifest by
observation of reaction fronts, the motion of which was followed with STM.
With increasing temperature the residence time of water on the surface and the
influence on the reaction decreases until above Tdes consecutive addition of
hydrogen to oxygen applies.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie::540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
dc.title
Untersuchungen von Reaktionsmechanismen auf Oberflächen mittels
Rastertunnelmikroskopie
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Gerhard Ertl
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Klaus Christmann
dc.date.accepted
1999-02-15
dc.date.embargoEnd
1999-03-03
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-1999000105
dc.title.subtitle
Die atomar aufgelösten Oxidationsreaktionen von Kohlenmonoxid und Wasserstoff
auf Platin(111)
dc.title.translated
Investigations of reaction mechanisms on surfaces with scanning tunneling
microscopy
en
dc.title.translatedsubtitle
The atomically resolved oxidation reactions of carbon monoxide and hydrogen on
platinum(111)
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000000132
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/1999/10/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000000132
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access