4. Das System O/H/H2O auf Pt(111)
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<strong>4.</strong>2 Die Reaktion zwischen Wasser und Sauerstoff<br />
<strong>4.</strong>2.1 Literatur<br />
Von der Umsetzung zwischen Wasser und Sauerstoff zu einer Hydroxyl-Spezies<br />
berichten zum ersten Mal FISHER und SEXTON [124]. Sie fanden, daß ein<br />
Koadsorbat aus Wasser und Sauerstoff <strong>auf</strong> <strong>Pt</strong>(<strong>111</strong>) im TDS einen Wasserdesorptionspeak<br />
etwas oberhalb von 200 K zeigt, während das Desorptionsmaximum<br />
von reinem Wasser bei 165 − 170 K liegt. Sie schlossen daraus, daß<br />
Wasser im Beisein von Sauerstoff zu OH dissoziiert, das erst bei höheren<br />
Temperaturen rekombinativ desorbiert. EEL-Spektren von OH zeigten Verluste<br />
1<br />
bei 3480 cm − 1<br />
( 431meV) und bei 1015 cm − ( 126 meV), die einer OH-Streckschwingung<br />
und einer OH-Biegeschwingung zugeordnet wurden. Mit der<br />
Kombination von HREELS, UPS und XPS fanden WAGNER und MOYLAN [127],<br />
daß O und <strong>H2O</strong> <strong>auf</strong> <strong>Pt</strong>(<strong>111</strong>) vollständig zu OH reagieren, ohne daß Wasser<br />
zurückbleibt. Ein eventueller Wasserüberschuß kann durch vorsichtiges Heizen<br />
entfernt werden [128].<br />
In der Literatur gibt es Hinweise dar<strong>auf</strong>, daß die Reaktion nicht einfach nach<br />
einem bimolekularen Mechanismus wie in Gl. <strong>4.</strong>1 abläuft. CREIGHTON und<br />
WHITE ermittelten aus TD-Spektren von isotopenmarkierten Substanzen (H 16<br />
2 O<br />
und 18O), daß die Stöchiometrie der Reaktion eher 2: 1 ist. In dem Fall reagieren<br />
jeweils zwei Wassermoleküle mit einem Sauerstoffatom [126, 129, 130].<br />
Allerdings konnte mit SIMS dieses Verhältnis nicht reproduziert werden, sondern<br />
es ergab sich sogar ein Verhältnis von 3: 1.<br />
Auf diese unerwartete Stöchiometrie wird in Kapitel <strong>4.</strong>2.<strong>4.</strong>4 näher eingegangen.<br />
Zunächst soll mit Hilfe des STM OH <strong>auf</strong> <strong>Pt</strong>(<strong>111</strong>) charakterisiert werden. Dabei ist<br />
von Interesse, welche Strukturen OH in Abhängigkeit von Dosis und<br />
Temperatur bildet, um diese in der später betrachteten Wasserstoff-Oxidation<br />
identifizieren zu können. In der Literatur gibt es nur wenige Aussagen bezüglich<br />
der atomaren Struktur, die im wesentlichen <strong>auf</strong> Rechnungen beruhen, in denen<br />
aber die Wechselwirkung zwischen benachbarten OH-Molekülen unberücksichtigt<br />
blieben [131-133]. Zusätzlich gibt es Aussagen bezüglich des <strong>Pt</strong>-O-H-<br />
Bindungswinkels, die aus EEL-Spektren abgeleitet sind [133]. Hier wird lediglich<br />
ausgesagt, daß OH <strong>auf</strong> <strong>Pt</strong>(<strong>111</strong>) gekippt vorliegt. Da es auch keine LEED-<br />
Untersuchungen zu diesem <strong>System</strong> gab, wurden begleitend LEED-Messungen<br />
durchgeführt.<br />
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