[C2C1IM] [OTF]（SUB）PT（111）の湿潤層の表面化学：XPS、IRA、およびSTM研究の組み合わせ

イオン液体層（SCILL）を備えた固体触媒の概念は、不均一な反応における質の高い金属触媒の選択性を改善するための有望なアプローチです。この選択性コントロールの起源を理解するために、赤甲状腺1-エチル-3-メチルイミダゾリウムトリフロームエタンスルホネート[C2C1IM] [OTF]フィルムの成長と熱安定性を調査しました。- 時間分解および温度プログラムされた実験における光電子分光法（XPS）。これらの分光法実験をスキャントンネル顕微鏡（STM）と組み合わせて、最初のIL層のイオンの方向と吸着ジオメトリに関する詳細な洞察を得ました。さらに、PT（111）で[C2C1IM] [OTF]の熱進化のメカニズムを提案します。200 K未満の温度で表面に無傷のIL層が観察されます。吸着された[C2C1IM] [OTF]は、表面に均等に分布している島を形成します。[otf] - アニオンは、SO3グループを介して吸着し、分子軸は表面に垂直です。陰イオンと陽イオンは、PT（111）表面を交互に隣接して配置されています。250 Kに加熱すると、形状と構造分布の変化が観察されます。低温では、イオンは静電的な理由で交互に配置されますが、この駆動力は250 Kで決定的ではなくなります。ここでは、2つの異なる種の相分離がSTMで識別できます。この効果は、吸着物の電荷を変える表面反応によるものであることを提案します。ILは約250 Kで分解し始めると仮定し、したがって、表面上にはつれたILおよび分解生成物が共存すると仮定します。また、IRASとXPSは、IL分解の兆候を示しています。さらなる加熱により、IL分解が増加します。陰イオンに関連する反応生成物は揮発性であり、表面を離れます。対照的に、陽イオンフラグメントは、420 ​​Kを超える温度まで表面に残ります。

The concept of a solid catalyst with an ionic liquid layer (SCILL) is a promising approach to improve the selectivity of noble metal catalysts in heterogeneous reactions. In order to understand the origins of this selectivity control, we investigated the growth and thermal stability of ultrathin 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluormethanesulfonate [C2C1Im][OTf] films on Pt(111) by infrared reflection absorption spectroscopy (IRAS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) in time-resolved and temperature-programmed experiments. We combined these spectroscopy experiments with scanning tunneling microscopy (STM) to obtain detailed insights into the orientation and adsorption geometry of the ions in the first IL layer. Furthermore, we propose a mechanism for the thermal evolution of [C2C1Im][OTf] on Pt(111). We observe an intact IL layer on the surface at temperatures below 200 K. Adsorbed [C2C1Im][OTf] forms islands, which are evenly distributed over the surface. The [OTf]- anion adsorbs via the SO3 group, with the molecular axis perpendicular to the surface. Anions and cations are arranged next to each other, alternating on the Pt(111) surface. Upon heating to 250 K, we observe changes in geometry and structural distribution. Whereas at low temperature, the ions are arranged alternately for electrostatic reasons, this driving force is no longer decisive at 250 K. Here, a phase separation of two different species is discernible in STM. We propose that this effect is due to a surface reaction, which changes the charge of the adsorbates. We assume that the IL starts to decompose at around 250 K, and thus, pristine IL and decomposition products coexist on the surface. Also, IRAS and XPS show indication of IL decomposition. Further heating leads to increased IL decomposition. The reaction products associated with the anions are volatile and leave the surface. In contrast, the cation fragments remain on the surface up to temperatures above 420 K.