多相催化剂自身的复杂性增加了研究其构效关系和反应机理的难度。在表面化学领域,通过在单晶上构筑结构规整、活性位点均一的模型表面,以模拟实际催化剂进行的研究,为多相催化在分子、原子水平上的深入认识提供了有效途径,对催化剂的设计和研制具有重要意义。本论文在超高真空系统中研究了 Ni(1 11)单晶表面氧物种及CO与02的共吸附和Ni(111)单晶表面生长MnO_x薄膜及其表面锰氧化物物种与CO(H2或02)的相互作用。采用对表面敏感的高分辨电子能量损失谱(HREELS)、低能电子衍射(LEED)和俄歇电子能谱(AES)进行表征,结果如下:一、Ni(111)表面氧化后存在两种氧物种,位于54 meV能量损失峰的表面化学吸附氧物种和位于69 meV能量损失峰的表面氧化镍。通过真空退火及与CO作用考察,发现表面化学吸附氧物种较不稳定。随着暴露氧量的增加,表面化学吸附氧物种的能量损失峰蓝移至58 meV并且通过真空退火可转化为表面氧化镍。在室温条件下,表面预吸附形成的表面化学吸附氧物种与CO共吸附,端位吸附CO增多,表明氧优先吸附在穴位上,随着CO暴露量的增加表面化学吸附氧物种可与CO反应脱去;而表面氧化镍需在较高温度和较高CO分压下才能被还原。预吸附CO在初始阶段抑制氧气在表面的吸附,最终可被氧逐渐移去。二、采用后氧化法在氧气分压1×10-8Torr和5×10-8Torr下,分别在低温和高温氧化退火制备MnO_x/Ni(111)薄膜。高温有利于形成结构规整的表面,低温有利于考察更多种表面锰氧化物物种。制备得到的MnO薄膜,在真空退火中,位于47 meV的低价Mn-O损失峰最不稳定;位于64 meV的Ni-O-Mn结构中Mn-O损失峰最稳定。CO比H2具有更强的还原MnO_x的能力。位于75 meV的最外层Mn-O-Mn损失峰可以通过退火与暴露氧气进行转化,表明其可逆的氧化还原特性。