主题：【原创】从ERTL赢得2007化学炸药奖浅谈今日的表面化学 -- xman

今日的表面化学(4)--表面化学的模型系统

上一次说到了，表面工作者是用什么样的实验手段研究表面。简而言之，有选择的

检测表面信号。那有了手段就赶紧着找个有代表性的研究系统(比如，重质油的催化

加氢)开工干活吧。"别急!" 老奸巨猾的表面工作者对炼厂的工程师说，"你的那个

体系太复杂，没法说清楚。我们必须先把它分解掉(break down)。" 实际的反应是，

多过十个碳的中型有机物，在负载于氧化物表面的贵金属颗粒的催化下，在高温(几

百摄氏度)高压(几个大气压)和氢气反应，生成较小的饱和碳氢化合物。对老奸巨猾

的表面工作者而言，这个实际体系是一个完完全全的"十谷粥" (一种由十种谷物熬

成的养生粥，少林寺和尚养身保健，居寺旅行之必备)，不折不扣的噩梦。所以他就

说了，我们要分离变量，一个一个的研究。首先，我们来看看氢气是如何于这个催

化剂相互作用的。工程师同意了。实际的催化剂是负载于复合氧化物颗粒表面的铂

钯合金纳米粒子(形像的讲复合氧化物就好像刺猬的躯干，铂钯合金就好像刺猬身上

的刺)。我们抓主要矛盾，先研究一下氢气在铂钯表面的反应吧。工程师又同意了。

为了简化问题，我们把铂和钯分开考虑，就先研究氢气在钯表面的反应吧。工程师

又同意了。在非真空条件下，表面很难保持干净，研究的结果不能代表氢-钯相互作

用，我们不如在超高真空条件下研究，这样每一次的实验都有一个好的起点。工程

师又同意了。最后为了我们的实验数据便于和理论计算结构相比较，以及能够利用

衍射技术，我们就用单晶表面吧。于时从最初的十谷粥噩梦，变成了研究在超高真

空条件下，氢气和单晶粑表面的相互作用。十年过去了，工程师们发现他们很难直

接利用表面科学的研究成功(都简化成那样了，能直接利用才怪了)。又十年过去了，

美国能源部发现再如此做下去就要成为为科学而科学了。于是在上个世纪末， 超高

真空、小分子、单晶表面的传统表面化学终于终结了。