실리카 지지 니켈-구리 합금에서 일산화탄소의 흡착에 관한 IRS 연구

Abstract

실리카지지 니켈(Ni-Si<TEX>$O_2$</TEX>), 실리카지지 구리(Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>), 몇가지 조성의 실리카지지 니켈과 구리의 합금(Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>)을 실온에서 일산화탄소(CO)의 압력을 넓은 범위에서 변화시키면서(0.2 <TEX>$torr{\sim}$</TEX>50 torr) 흡착된 CO의 적외선 스펙트럼을 1500 <TEX>$cm^{-1}{\sim}2500\;cm^{-1}$</TEX> 범위에서 관찰했고 실온에서 진공탈착시키면서 흡착된 CO의 적외선 스펙트럼을 관찰했다. Ni-Si<TEX>$O_2$</TEX>에 CO를 흡착시켰을 때 2059.6 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>2036.5 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1868.7 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1697.1 <TEX>$cm^{-1}$</TEX>의 네 흡수띠가 관찰되었고, Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>에 일산화탄소를 흡착시켰을 때 <TEX>$\sim$</TEX>2115.5 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1743.0 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> 두 흡수띠가 관찰되었으며, Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>에서는 <TEX>${\sim}2123.2\;cm^{-1}$</TEX>, 2059.6 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>2036.4 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1899.5 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1697.1 <TEX>$cm^{-1}$</TEX>에 다섯 흡수띠가 관찰되었다. Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>, Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>, Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>에서 CO를 흡착시켰을 때 관찰된 흡수스펙트럼은 이전의 보고와 근사적으로 일치한다. 1800 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> 이하의 흡수띠는 Ni이나 Ni/Cu 합금의 스텦이 있는 결정표면에서 관찰된 바 있는데 Ni-Si<TEX>$O_2$</TEX>, Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>를 실온에서 CO를 흡착시켰을 때 나타나는 <TEX>${\sim}1697.1\;cm^{-1}$</TEX> 흡수띠는 Ni이나 Ni/Cu 합금 표면에서 스텦에 인접한 흡착자리에 흡착한 CO에 기인한 흡수띠로 제시할 수 있다. Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX> 시료를 실온에서 CO를 흡착시켰을 때 Cu 결정표면에서 2000 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> 이하의 흡수띠가 관찰되는 경우는 드문데 1743.0 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> 흡수띠는 Cu 표면의 스텦에 인접한 흡착자리에 흡착한 CO에 기인한 흡수띠로 제시할 수 있다. Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>에서 Cu의 함량이 몰분율 0.5까지 변함에 따라 같은 CO 압력 또는 같은 진공탈착시간에서 흡수띠의 위치가 21 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> 이하로 다른 ⅠB 금속을 첨가했을 때보다 작게 변하는데 Cu d 전자의 리간드 효과가 작은 현상에 기인한 것으로 볼 수 있다. We have investigated the infrared spectra for CO adsorbed on silica supported nickel(Ni-Si<TEX>$O_2$</TEX>), silica supported copper(Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>), silica supported nickel-copper alloys(Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>) of several compositions with varying CO pressures(0.2 <TEX>$torr{\sim}$</TEX>50 torr) at room temperature and on pumping to vacumn at room temperature within the frequency range of 1500 <TEX>$cm^{-1}{\sim}2500\;cm^{-1}$</TEX>. Four bands(2059.6 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>2036.5 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX> 1868.7 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX> 1697.1 <TEX>$cm^{-1}$</TEX>) were observed for Ni-Si<TEX>$O_2$</TEX>, two bands(<TEX>$\sim$</TEX>2115.5 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1743.0 <TEX>$cm^{-1}$</TEX>) were observed for Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX> and five bands(<TEX>${\sim}2123.2\;cm^{-1}$</TEX>, 2059.6 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>2036.4 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1899.5 <TEX>$cm^{-1},\;{\sim}$</TEX>1697.1 <TEX>$cm^{-1}$</TEX>) were observed for Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX>. These absorption bands correspond with those of the previous reports approximately. The bands below 1800 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> were only observed with Ni metal or Ni/Cu alloy crystal plane containing step at room temperature and the <TEX>${\sim}1697.1\;cm^{-1}$</TEX> bands observed with Ni-Si<TEX>$O_2$</TEX> and Ni/Cu-Si<TEX>$O_2$</TEX> may be ascribed to CO molecule adsorbed on the adsorption sites near step. The bands below 2000 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> were rarely observed with Cu metal crystal plane at room temperature and the 1743.0 <TEX>$cm^{-1}$</TEX> bands may be ascribed to CO molecule adsorbed on the adsorption sites near step. The band shifts of adsorbed CO with varing Cu contents from 0 to 0.5 mole fraction at the same CO pressure or at the same pumping time to vacumn were below 21 <TEX>$cm^{-1}$</TEX>. and comparatively small than those with other ⅠB metal addition. It may means ligand effect of Cu d electron is small.