Кристаллохимические и кристаллофизические процессы в приповерхностной области тонкодисперсных минеральных систем

• Автор: Котова, Ольга Борисовна
• Шифр специальности: 04.00.20
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 294 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы взаимодействия тонкодисперсных минеральных систем с газовой фазой
1.1. Обзор приемов и методов исследования поверхности минералов
1.2. Основные понятия о физической и химической адсорбции
1.3. Фотопроцессы на поверхности кристаллов
1.4. Особенности электронных процессов в широкозонных кристаллах. Фотопроцессы, протекающие на поверхности кристаллов при возбуждении квантами света с энергиями меньше ширины запрещенной зоны
1.5. Фотоиндуцированные поверхностные центры
1.6. Структура и роль гидроксильного покрова тонкодисперсных минеральных систем
1.7. Кинетика фотосорбционных и постсорбционных процессов, формы адсорбции
1.8. Реакционная способность поверхностных ионных форм кислорода
Выводы
Глава 2. Методика и техника экспериментальных исследований
2.1. Принципы и методика эксперимента
2.2. Описание экспериментальной установки
2.2.1.Реакто р
2.2.2. Система измерения полных и парциальных давлений
2.2.2.1 .Система измерения полных давлений
2.2.2.2.Система измерения парциальных давлений
2.2.3. Система откачки
2.2.4. Система напуска и осушки газов
2.2.5. Система освещения
2.2.6. Система нагрева и охлаждения кюветы
2.2.7. Система регистрации спектров фотолюминесценции
2.3. Методика подготовки образцов к работе
2.3.1.Очистка поверхности исследуемых образцов
2.4.Термодесорбционные методы исследования
2.5. Методы исследования поверхностных магнитных свойств мелкодисперсных минеральных систем
2.5.1.Методика приготовления образцов
2.5.2.Методика измерения магнитной проницаемости
Выводы
Глава 3. Кристаллохимические взаимодействия на поверхности тонкодисперсных минеральных систем
3.1. Зависимость величины дефицита электронных центров от природы и структуры ТМС
3.2. Кинетика поверхностных процессов при облучении системы метан-рутил
3.3. Влияние кислорода газовой фазы на исследуемые поверхностные процессы ТМС
3.4. Роль фотоактивированных форм фотосорбированного
кислорода в поверхностных процессах
3.5. Влияние спектральной области возбуждения на поверхностные процессы ТМС
3.6. Влияние состояния поверхности ТМС на поверхностные процессы
3.7. Активные поверхностные центры на ТМС
3.7.1. Обсуждение механизма фотоконверсии метана в более сложные
углеводороды
Выводы
Глава 4. Фотоактивированные формы поверхностного кислорода
тонкодисперсных минеральных систем
4.1. Фотоизотопный гетерообмен кислорода
4.2. Исследование фотоактивированных форм поверхностного кислорода на тонкодисперсных образцах бадделеита
4.3. Температурная зависимость образования активных центров
Выводы
Глава 5. Гидроксильный покров тонкодисперсных минеральных систем
5.1. Влияние гидроксильного покрова на поверхностные
реакции ТМС
5.2. Фотоиндуцированная адсорболюминисценция
5.3. Влияние гидроксильного покрова на электрические
свойства ТМС
5.4. Влияние гидроксильного покрова на магнитные
свойства ТМС
5.5. Влияние гидроксильного покрова на окраску тонко дисперсных минеральных систем
5.6. Структура гидроксильного покрова и ее роль в поверхностных процессах ТМС
Выводы
Глава 6. Адсорбофизические состояния и свойства тонкодисперсных минеральных систем
6.1. Физическая и химическая адсорбция
6.2. Влияние молекулярных процессов на электронные свойства-поверхности тонко дисперсных минеральных систем
6.3. Адсорбомагнитные свойства тонко дисперсных минеральных систем
6.4. Адсорбофизические поля тонкодисперсных минеральных
систем

Крылов (Киселев, Крылов, 1979) объяснили диссоциацию молекул с позиции донорно-акцепторного механизма адсорбции и заряжения поверхности, а именно захватом генерируемых светом дырок на адсорбционные состояния. С этих же позиций была объяснена зависимость эффекта фотодиссоциации от степени гидроксилирования поверхности.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что гидроксильный покров тонкодисперсных оксидных систем играет значительную роль во всех поверхностных процессах.
Поверхность кристаллических частиц при обычных условиях покрыта ОН-группами, которые характеризуются, согласно развиваемым в современной литературе представлениями, числом связей кислорода гидроксила с атомом металла кристалла (Киселев, Крылов, 1978). Число атомов металла, окружающих кислород ОН-группы, всегда будет меньше координационного числа кислорода в решетке оксидного кристалла. Отсюда следует, что максимальное число типов ОН-групп, возможных для данного образца, будет на единицу меньше координационного числа кислорода в его кристаллической решетке (Филимонов, 1972, 1974; Цыганенко, 1975). Модель гидроксильного покрова предполагает, что разорванные связи на поверхности тонкодисперсных оксидных кристаллов насыщаются в результате диссоциативной адсорбции воды, причем к атомам кислорода решетки присоединяются атомы водорода, а к атомам металлов присоединяются гидроксильные группы

- Ме - О - + Н20 —> - Ме - О - (1.8)
Атомы кислорода поверхностных гидроксильных групп будут располагаться в тех местах, где должны были бы находиться атомы кислорода в бесконечной кристаллической решетке, и в зависимости от кристаллической структуры и грани, которой представлена поверхность кристалла, могут быть связаны с различным числом атомов металла. Наиболее полную информацию