Caractérisation KPFM de la réaction de formation d’eau entre l’oxygène et l’hydrogène sur des nanoparticules et des nano-îlots de Pd supportés sur le graphite et sur l’oxyde de cérium
Baptiste Chatelain, Ali El Barraj, Carine Laffon, Philippe Parent and Clemens Barth
Characterizing the Water-Forming Reaction on Graphite- and Ceria-Supported Palladium Nanoparticles and Nanoislands by the Work Function
ACS J. Phys. Chem. C 2023, 127, 12, 5731–5742
DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c08447
La formation d’eau entre l’oxygène et l’hydrogène sur les surfaces métalliques est une réaction importante dans la catalyse hétérogène. La recherche s’est principalement concentrée sur les surfaces cristallines et les films épais, cependant, les nanoparticules supportées (NP) ont été rarement prises en compte ainsi qu’une éventuelle influence du support sur l’activité catalytique des NPs. Ici, nous étudions la formation d’eau sur des NPs et des nano-îlots de Pd (NI) qui sont supportés sur la surface du graphite. Les catalyseurs sont caractérisés à la température ambiante et sous des conditions UHV par STM, nc-AFM, KPFM et XPS. Nous montrons que pendant les premiers cycles d’impulsions séquentielles d’oxygène et d’hydrogène, l’hydrogène atomique réagit sur l’oxygène atomique préadsorbé, qu’on peut suivre par KPFM en surveillant le changement de travail de sortie au niveau des NPs et des NIs. Cependant, après quelques cycles de la formation d’eau, les changements dans le travail de sortie diminuent et le travail des sortie moyen du Pd augmente en raison d’une désactivation irréversible du catalyseur : une structure filamentaire se forme sur les facettes par O et C, dont ce dernier est probablement libéré du graphite pendant la réaction. Contrairement au catalyseur Pd/graphite, la réaction peut être suivi sans changement pendant un nombre illimité de cycles sur un catalyseur Pd/CeOx/Cu(111), ce qui montre clairement que le support joue un rôle dans la réaction.
Link ACS: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.2c08447
Link HAL: https://hal.science/hal-04036586