SCOPUS
SCIE
Unexpected Nondissociative Binding of N<sub>2</sub>O on Oxygen Vacancies on a Rutile TiO<sub>2</sub>(110)-1×1
저자
Kim, Boseong ; Li, Zhenjun ; Kay, Bruce D. ; Dohná ; lek, Zdenek ; Kim, Yu Kwon
발행기관
학술지명
권호사항
-
발행연도
2012
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
1145-1150(6쪽)
제공처
<P>The interaction of N<SUB>2</SUB>O with oxygen vacancies (V<SUB>O</SUB>’s) on a partially reduced rutile TiO<SUB>2</SUB>(110)-1×1 surface was investigated using temperature-programmed desorption (TPD). Contrary to a common belief that V<SUB>O</SUB> on a rutile TiO<SUB>2</SUB>(110) is a dissociation site for N<SUB>2</SUB>O, our results indicate that N<SUB>2</SUB>O does not dissociate to form N<SUB>2</SUB>(g) and O(a). In TPD, N<SUB>2</SUB>O desorption shows two peaks with maxima at 135 and 175 K that are assigned to N<SUB>2</SUB>O desorption from Ti<SUP>4+</SUP> and V<SUB>O</SUB> sites, respectively, with absolute coverages determined to be 5.4 × 10<SUP>14</SUP> N<SUB>2</SUB>O/cm<SUP>2</SUP> and 2.3 × 10<SUP>13</SUP> N<SUB>2</SUB>O/cm<SUP>2</SUP>, respectively, on the TiO<SUB>2</SUB>(110)-1×1 surface used (V<SUB>O</SUB> concentration of 5%, 2.6 × 10<SUP>13</SUP>/cm<SUP>2</SUP>). When V<SUB>O</SUB>’s are passivated by dissociative adsorption of H<SUB>2</SUB>O, the N<SUB>2</SUB>O desorption peak at 175 K disappears, evidencing that the peak is related to V<SUB>O</SUB>-bonded N<SUB>2</SUB>O. The absence of N<SUB>2</SUB>O dissociation on V<SUB>O</SUB>’s is supported by a number of observations. First, the integrated amount of N<SUB>2</SUB>O desorbed from the substrate during TPD vs the amount of N<SUB>2</SUB>O dosed at 70 K shows a straight line with no offset, indicating no loss of N<SUB>2</SUB>O due to the N<SUB>2</SUB> formation. Second, N<SUB>2</SUB>O scattering experiments at 300–350 K indicate no change in the V<SUB>O</SUB> concentration as determined from the H<SUB>2</SUB>O TPD spectra. Third, N<SUB>2</SUB>O uptake experiments at 70–90 K show that the N<SUB>2</SUB> desorption feature is observed from TiO<SUB>2</SUB>(110) surfaces without V<SUB>O</SUB>’s, suggesting a possible contribution from background N<SUB>2</SUB> adsorption. On the basis of the above observations, we conclude that N<SUB>2</SUB>O does not dissociate on V<SUB>O</SUB> sites on TiO<SUB>2</SUB>(110), in contrast with the currently accepted view.</P><P><B>Graphic Abstract</B>
<IMG SRC='http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/jpccck/2012/jpccck.2012.116.issue-1/jp210636j/production/images/medium/jp-2011-10636j_0007.gif'></P>
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