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本论文工作主要在实验室自行搭建的基于超高真空环境的模型催化系统上进行,着重以金属单晶为基底制备几种可以拟合金属载体强相互作用(SMSI)的氧化物薄膜模型表面(TiO_x/Pt(111),MnO_x/Rh(111)以及O&TiO_x/Pd(100)),在与表面科学仪器系统连接的原位反应池中考察其CO催化氧化或加氢反应性能,并应用与原位反应池结合的宽波段反射红外吸收光谱实时监测反应过程中模型催化剂表面的动态变化,以期深入认识SMSI作用本质。一、基于Pt(111)表面制备了几种具有二维规整结构的TiO_x薄膜,选择其中两种表面,即TiO_x-Re/Pt(111)与TiO_x-Ox/Pt(111),进行CO催化氧化反应活性的考察,结果显示两种表面都对该反应的活性有促进作用,以Ti3+为主的TiO_x-Re/Pt(111)表面在0～1ML覆盖度的反应活性几乎呈线性增长,0～1ML TiO_x-Ox/Pt(111)的CO氧化反应活性呈火山型曲线,约0.4ML时活性最高,此时表面依然以Ti3+为主,1 ML以上被氧化为Ti4+。反应中原位反射红外吸收光谱的测试结果证实了 TiO_x/Pt(111)模型表面的催化效率和稳定性。将单面抛光的Pt(111)背面用SiOx膜覆盖,以此测得特定表面的催化活性,通过计算得出清洁Pt(111)表面CO氧化反应的表观活化能为97 kJ/mo1,表明此时Pt(111)表面有单一活性中心;覆盖1 ML的TiO_x-Re/Pt(1 11)和2 ML的TiO_x-Ox/Pt(1 11)模型体系分别为51kJ/mol和54kJ/mol,相比于清洁Pt(111)表面都有大幅度的降低,其活性中心分别为表面z型结构区域的边界位(boundary)和TiO_x-Pt的界面周边位(perimeter)。二、考察MnO_x薄膜在Rh(111)表面的生长方式及其稳定性,以及该模型表面CO加氢制乙醇的选择性,实验结果表明:0～1 ML的MnO_x/Rh(111)模型催化剂在CO加氢反应中乙醇的选择性呈火山型曲线,0.75 ML时选择性最高,表明以MnO为主存在的表面对乙醇的选择性有促进作用,可能是由于MnO-Rh的界面作用可降低CO的解离能所致。三、构建三种O/Pd(100)模型表面,其CO催化氧化的原位红外光谱结果表明:在低于反应温度下的混合气中三种表面都可被还原至金属Pd0表面,其中p(2×2)化学吸附O覆盖的Pd表面以及((?)×(?))R27°-O的Pd表面氧化物均表现出较好的CO反应性,体相PdO在真实反应条件下不够稳定。TiO_x薄膜在Pd(100)表面以层+岛方式生长,其CO催化氧化活性测试结果显示,TiO_x的修饰不能促进该反应的进行,对比本文第三章所述TiO_x-Pt(111)的活性测试结果,认为可能是由于两种基底引导的TiO_x薄膜表面二维结构不同而产生的活性位差异。