齐昶霖，侯雪捷，刘绍丽

(烟台大学 化学化工学院，山东 烟台 264005)

1 研究背景与意义

大多数暴露在大气条件下的金属表面都覆盖着一层薄薄的水，水还涉及界面的许多物理和化学过程，包括电化学和光化学过程、多相催化中的表面反应、金属腐蚀和环境科学等[1-3].其中，金属腐蚀是金属和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀，具有极大的破坏性，直接影响金属构件的使用寿命，甚至造成严重的事故.因此，研究金属腐蚀在分子层面上的反应机理，即水和金属表面的相互作用，确定水分子和金属反应的过程尤为重要.

在过去的报道中，人们已经使用传统的表面科学技术对低温下水的吸附和反应进行了大量研究.其中很多研究集中在Cu和Ni的低指数面上.之前的研究发现，在Ni(110)表面上，水以分子态形式吸附[4-6].Jacobi等[7]发现，H2O至少在前两层显示出层增长，且得出单层最大覆盖率为 0.7 ML.Pangher等[8]研究表明，水分子在Ni表面吸附，通过氧端与表面键合，O—Ni键的键长为(2.06±0.03)Å，且H—O—H平面相对于表面法线倾斜.实验结果表明，水分子在c(2×2)结构中不形成团簇[8-11].最低温度为 205 K 时，观察到水发生部分解离[10].Benndort等[12]研究了基底几何形状及预先吸附的氧气对Ni(110)表面H2O结构和反应性的影响.他们发现，在 80 K 时水以分子态吸附，而当T>200 K 时水会部分解离.热脱附显示了4个峰，分别是冰层形式的水脱附(T=155 K)，多分子水簇的脱附(T=210 K)，被OH稳定的水二聚体的脱附(T=245 K)，以及由于OH歧化而引起的水脱附(T=360 K).预先覆盖的氧气……