Физико-химия поверхности фторидов щелочно-земельных металлов и магния и фотостимулированные процессы, протекающие на них

• Автор: Рудакова, Аида Витальевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 152 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Литературный обзор
1Л. Природа донорно-акцеиторных свойств поверхности твердого тела
1.1.1. Энергетический спектр поверхности твердого тела
1.1.2. Донорно-акцепторная модель поверхности твердого оксида
1.2. Фотостимулированные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков
1.3. Фториды щелочно-земельных металлов и магния: некоторые физикохимические свойства и области применения
1.3.1. Поверхностные свойства МеГ2
1.3.2. Действие излучений на фториды щелочно-земельных металлов
и магния
1.3.2.1. Некоторые аспекты вопроса дефектообразования в МеГ2
1.3.2.2. Фотостимулированные адсорбция и окисление водорода
на поверхности фторидов щелочно-земельных металлов 44 ГЛАВА 2. Объекты исследования и методика проведения эксперимента
2.1. Объекты исследования и их идентификация
2.2. Определение удельной поверхности
2.3. Седиментационный анализ
2.4. Методика адсорбционных измерений
2.4.1. Определение размеров и объема пор
2.5. Методика исследования кислотно-основных свойств
2.6. Метод ИК-спектроскопии
2.7. Спектроскопия диффузного отражения
2.8. Масс-спектрометрический метод
2.9. Методика исследования фотостимулированных процессов
2.10. Методы очистки и обработки образцов
2.11. Получение и очистка адсорбатов

ГЛАВА 3. Физико-химия поверхности фторидов щелочно-земельных
металлов и магния
3.1. Текстура дисперсных порошков МеР2
3.2. Гидратный покров фторидов щелочно-земельных металлов
и магния и адсорбция паров воды на их поверхности
3.2.1. ИК-спектроскопическое исследование гидратного покрова
фторида магния
3.2.2. Адсорбционная модель воды на поверхности фторидов щелочно-земельных металлов
3.3. Кислотно-основные свойства фторидов щелочно-земельных металлов
и магния
Г ЛАВА 4. Фотостимулированные процессы на поверхности фторидов щелочно-земельных металлов и магния
4.1. Дефектосбразование в дисперсных фторидах щелочно-земельных металлов
и магния в вакууме и различных газах
4.2. Взаимодействие оксида углерода (II) с поверхностью фторида магния под действием УФ-излучения
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Возможность и характер протекания тех или иных процессов на поверхности твердого тела зависят, в первую очередь, от свойств самого вещества как объемных, так и поверхностных, а также от внешних условий (окружающая среда) и специально оказываемых на твердое тело воздействий. Таким образом, поверхность твердого тела есть многофакторный объект, итог большого крута процессов, имеющих место на ней в ходе образования, обработки, хранения, т.е. существования твердого тела. Учет результатов всех многообразных воздействий во времени, последовательности и силе оказывается весьма сложным. Это приводит к возникновению неопределенности свойств поверхности, изучение и паспортизация которых оказывается достоверными лишь для конкретного образца.
В связи с выше сказанным понятна необходимость более полного изучения фи-зико-химии поверхности твердого тела с целью установления связи между “локальными” и “коллективными” донорно-акцепторными, донорно-акцепторными и электронными свойствами, включая влияние различных факторов на некоторые из этих физико-химических свойств. Представленная проблема является также частью огромной проблемы предвидения каталитического действия.
Большинство исследований в адсорбции и гетерогенном катализе посвящено оксидным и металлическим адсорбентам и катализаторам. Значительно меньше работ по исследованию физико-химических, особенно поверхностных, свойств фторидов щелочно-земельных металлов и магния. Однако имеющиеся работы в основе своей постулируют результаты исследований конкретных образцов фторидов щелочноземельных металлов и магния, в то время, как общие закономерности и модели поверхности этих соединений, например, такие, какие уже существуют для поверхности оксидов, отсутствуют. Однако в последние годы в связи с развитием новых отраслей промышленности внимание к данному классу соединений возросло. Интерес с целью использования фторидов в качестве подложки или катализатора обусловлен его физикохимическими и механическими свойствами: хорошая термическая стабильность, относительно высокая твердость, термохимическая устойчивость. Кроме того, благодаря своим оптическим характеристикам фториды щелочно-земельных металлов и магния

ки. Фториды щелочно-земельных элементов обособленно отстоят от других галоидных соединений щелочно-земельных элементов, так как практически нерастворимы не только в воде, но и разбавленных кислотах; не образуют кристаллогидраты. Это делает перспективным использование этих материалов в химически агрессивных средах.
Химическая инертность щелочно-земельных фторидов при относительно Низких температурах в атмосферных условиях сопровождается увеличением активности при повышенных температурах. При нагревании кристаллов МеБ2 на воздухе наблюдается диффузия кислорода в кристалл. Термодинамические расчеты показывают, что слабое проникновение кислорода в объем кристалла до температур 800 °С сопровождается увеличением глубины проникновения при более высоких температурах [58 - 60]. При нагревании кристаллов СаР2 и СаР2 в потоке кислорода или воздуха при температуре 1000 °С в течение двух часов образовывался рассеивающийся свет слой глубиной 0.93 мм для СаРг и 1.34 мм для ЗгР2 [54]; уменьшение устойчивости к действию кислорода происходит в ряду фторидов Х%1'у - СаР2 - 8гР2 - ВаР2.
1,3.1. Поверхностные свойства МеК2
Большинство исследований в адсорбции и гетерогенном катализе посвящено оксидным и металлическим катализаторам. Исследованию поверхностных свойств фторидов металлов посвящено немногочисленное количество работ. Сведения об общих закономерностях и моделях поверхности этих соединений, например, такие, какие уже существуют для поверхности оксидов, отсутствуют.
Найдено сравнительно небольшое число работ, содержащих экспериментальные результаты адсорбционных и ЙК-спектроскопических исследований адсорбции паров воды на поверхности фторидов щелочно-земельных металлов. В работах [61, 621 при изучении адсорбции воды на 8гЬ было обнаружено, что после обезгаживания образца при 100 °С из наблюдаемых в НК - спектре БгБ2 полос при 3684, 3214, 2561, 1947, 1656, 1000 и 750 см'1 полосы при 3214 и 750 см"1 становятся практически незаметными, что говорит о том, что они являются результатом колебаний слабо адсорбированных на поверхности молекул воды. Интересным является и влияние увеличения степени покрытия поверхности 8гБ2 (0) при адсорбции паров воды: интенсивность пиков при 3210, 3400 и 700-800 см"1,которые обусловлены колебаниями слабо связанных молекул воды, увеличивается с возрастанием 0, в то время как интенсивность полосы при 2561,