Carbon induced surface reconstructi

Carbon induced surface reconstruction
Cobalt surfaces reconstruct during FTS and reconstruction could alter catalyst behaviour. Changes in the surface configuration dur- ing FTS may lead to alternation of the nature of active sites and hence to activity variations. Reconstruction may also render the surface more sensitive to events which may deactivate the catalyst. These changes may be induced from adsorbed species, e.g. CO, O, N, S or other molecules including carbon containing intermediates and products [99]. Thus, an indirect contribution of surface recon- struction to activity loss should not be neglected. The detection of these phenomena needs sophisticated instrumentation and as a dynamic phenomenon, it may not be visible by ex situ techniques. Most studies are based either on probe microscopic examinations of model compounds or computational approaches.
The contribution from studies on model surfaces in FTS is signif- icant [100]. de Groot and Wilson [101] reported the restructuring of a model flat Co (000 1) surface to triangular shaped cobalt islands when subjected to CO hydrogenation conditions (Fig. 8)
(250 ◦C, 4 bar and constant flow 1 ml/min of H2/CO = 2). The exis-
tence of surface restructuring phenomena under the influence of CO was further confirmed by polarization modulation-reflection absorption infrared spectroscopy (PM-RAIRS) experiments in sim- ilar model catalysts [102,103].
Scanning tunneling microscopy (STM) was used at UHV condi- tions on a clean metal surface. The proposed mechanism consists of an etch-regrowth process which is triggered by the mobility of the formed sub-carbonyl adspecies, i.e. Co(CO)x (x = 1–4). This mecha- nism seems to be favourable since it does not require a net loss of cobalt atoms via the gas phase and is further strengthened by the fact that several inductively coupled plasma (ICP) analyses of spent catalysts suggested negligible cobalt loss during FTS [41,42,50,51]. However, industrial scale extended runs may result in significant loss of the catalytically active component [5].

Fig. 8. (a) STM image of the clean Co (000 1) surface (prior to reaction) showing atomically flat terraces 150 nm (ca. 600 atoms) in width (tunneling current It = 2 nA, sample bias V = 0.05 V). The smallest step visible is monatomic in height, 0.205 nm being the expected single atom step height on Co (0 0 0 1). (b) STM image of the Co (000 1) surface after 1 h exposure to high-pressure CO hydrogenation conditions (It = 0.5 nA, V = 0.5 V). Inset: hard-sphere model of the bulk-terminated Co (000 1) surface.

Kết quả (Việt) 1:

Cacbon gây ra bề mặt tái thiết
Cobalt bề mặt tái tạo lại trong FTS và xây dựng lại có thể thay đổi hành vi chất xúc tác. Những thay đổi trong configuration bề mặt dur-ing FTS có thể dẫn đến các xoay chiều của bản chất của các trang web đang hoạt động và do đó để biến thể hoạt động. Xây dựng lại cũng có thể khiến bề mặt nhạy cảm hơn với những sự kiện mà có thể tắt các chất xúc tác. Những thay đổi này có thể được gây ra từ adsorbed loài, ví dụ như CO, O, N, S hoặc các phân tử khác bao gồm cacbon có trung gian và sản phẩm [99]. Vì vậy, một đóng góp gián tiếp của bề mặt recon-struction đến thiệt hại hoạt động nên không được bỏ rơi. Phát hiện những hiện tượng cần thiết bị tinh vi và như là một hiện tượng năng động, nó có thể không được nhìn thấy bởi ex situ kỹ thuật. Hầu hết các nghiên cứu là hoặc là dựa trên thăm dò vi kỳ thi mô hình hợp chất hoặc tính toán phương pháp tiếp cận.
sự đóng góp từ các nghiên cứu trên các mô hình bề mặt trong FTS là signif-icant [100]. De Groot và Wilson [101] báo cáo tái cấu trúc của một mô hình flat Co (000 1) bề mặt hình tam giác hình coban đảo khi phải chịu sự CO hydro hóa điều kiện (hình 8)
(250 ◦C, 4 quán bar và liên tục flow 1 ml/phút của H2/CO = 2). Exis-
tence bề mặt chuyển dịch cơ cấu hiện tượng dưới influence CO thêm là confirmed bởi phân cực điều chế-reflection hấp thụ phổ hồng ngoại (PM-RAIRS) thí nghiệm chất xúc tác mô hình sim-ilar [102,103].
quét chui hầm kính hiển vi (STM) đã được sử dụng tại UHV condi-tions trên một bề mặt kim loại sạch. Cơ chế đề xuất bao gồm một quá trình tái sinh etch được kích hoạt bởi di động thành lập tiểu cacbonyl adspecies, tức là Co (CO) x (x = 1-4). Mecha-nism này có vẻ là thuận lợi vì nó không yêu cầu một lỗ ròng của coban nguyên tử qua giai đoạn khí và tiếp tục tăng cường bởi thực tế rằng một số ăngten cùng plasma (ICP) phân tích đã qua sử dụng chất xúc tác coban đề nghị không đáng kể mất trong FTS [41,42,50,51]. Tuy nhiên, quy mô công nghiệp mở rộng chạy có thể dẫn đến việc mất significant của các thành phần hoạt động catalytically [5].

Hình 8. (a) STM hình ảnh của Co (000 1) mặt sạch (trước khi phản ứng) Hiển thị atomically flat Sân thượng 150 nm (ca. 600 nguyên tử) trong chiều rộng (đường hầm hiện tại nó = nA 2, thiên vị mẫu V = 0,05 V). Các bước nhỏ nhất có thể nhìn thấy là Nnguyên trong chiều cao, 0.205 nm là nguyên tử dự kiến bước chiều cao trên Co (0 0 0 1). (b) STM hình ảnh của bề mặt Co (000 1) sau khi 1 h tiếp xúc với áp lực cao CO hydro hóa điều kiện (nó = nA cách 0.5, V = 0,5 V). Inset: mô hình cứng vùng ảnh hưởng của bề mặt Co (000 1) kết thúc với số lượng lớn.