Спектральные и кинетические проявления фотопроцессов на поверхности дисперсных оксидов металлов в газах и растворах.

• Автор: Емелин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 294 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ФОТОСТИМУЛИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ В

ПРИПОВЕРХНОСТНОЙ ОБЛАСТИ И НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА В ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМАХ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1. Типы и механизмы фотостимулированных процессов в гетерогенных системах

1.2. Спектральные области и механизмы фотовозбуждения, приводящие к фотостимулированным молекулярным процессам на границе раздела фаз
1.3. Фотостимулированное дефектообразование в оксидах металлов гг влияние фотостимулированной адсорбции на дефектообразование
1.4. Фотостимулированные процессы на поверхности дисперсных оксидов металлов с участием радикалов. Эффект фотоиндуцированной адсорболюминесценции
1.5. Квантовый выход фотостимулированных молекулярных процессов в гетерогенных системах. Спектральные зависимости квантового выхода

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1 Техника и экспериментальные методы исследования фотостимулированных процессов в гетерогенных системах газ - твердое тело
2.1.1 Экспериментальные установки
2.1.2 Вакуумная система
2.1.3 Система получения и напуска газов
2.1.4 Система измерения давления
2.1.5 Вакуумные кюветы
2.1.6 Осветительная система
2Л.1 Система нагрева
2.1.8 Измерение спектров диффузного отражения (СДО)

2.1.9 Люминесцентные измерения
2.1.10 Измерение квантового выхода
2.1.11 Очистка поверхности образцов
2.2 Техника и экспериментальные методы исследования фотостимулированных процессов в гетерогенных системах твердое тело -э/сидкостъ
2.2.1 Фотореактор
2.2.2 Осветительные устройства
2.2.3 Жидкостная хроматография
2.2.4 Спектроскопические измерения
2.2.5 Фотоэлектрохимические измерения
2.2.6 Экспериментальное определение квантового выхода фотостимулированных процессов в гетерогенной системе твердое тело раствор
2.3 Метод измерения поверхностной гидрофильности твердого тела
2.4 Методы численных рассчетов и компьютерного моделирования
2.5 Характеристика исследованных образцов 63 3. МЕХАНИЗМЫ ФОТОСТИМУЛИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПРОЦЕССОВ и их СВЯЗЬ с ФОТОПРОЦЕССАМИ В ДИСПЕРСНЫХ ОКСИДАХ МЕТАЛЛОВ
3.1 Взаимозависимое влияние концентрации молекул в газовой или жидкой фазе и интенсивности фотовозбуждения твердого тела на скорость поверхностного фошостимулированного молекулярного процесса
3.2 Примеры исследования зависимости эффективности фотопроцессов от интенсивности света и концентрации реагента в других гетерогенных системах
3.2.1 Зависимость скорости фотостимулированной адсорбции кислорода и водорода от давления на номинально чистом и легированном фтором нанодисперсных У.Ю2

3.2.2 Влияние интенсивности фотовозбуждения на эффективность трансформации в супергидрофилъное состояние поверхности ТЮ2
3.3 Активность поверхностных центров в гетерогенных фотохимических процессах. Параметры, характеризующие активность поверхностных центров, TOF, TON
3.3.1 Исследование активности форм фотоадсорбированного кислорода в процессе фотоокисления водорода
3.3.2 Определение параметров TON и TOFреакции фотоокисления водорода на поверхности диоксида циркония
3.3.3 Фотокашалитическое окисление водорода кислородом на поверхности нанодисперсного диоксида циркония
3.4 Влияние поверхностных фотохимических процессов на фотостимулированное дефектообразование в оксидах металлов. Установление типа поверхностного фотопроцесса методом спектроскопии диффузного отражения
3.4.1. Фотостимулированное дефектообразование в ходе фотоокисления водорода кислородом на поверхности диоксида циркония
3.4.2. Эффект фотолиза аммиака на фотостимулированное дефектообразование
3.4.3. Эффект адсорбированного диоксида углерода на фотостимулированное дефектообразование в ZrC>2
3.4.4. Фотостимулированное дефектообразование в ходе фотосшимулированных процессов на поверхности диоксида циркония в гетерогенной системе твердое тело - раствор
3.5 Определение типа фотоиндуцированных центров окраски в оксидах металлов, легированных ионами неметаллов, при фотостгшулированной адсорбции тестовых молекул
3.5.1. Фотоиндуцированные дефекты в диоксиде титана, легированном азотом

Ф = — ИЛИ Ы„: = Ф А), у
(1.25)
Выражение для квантового выхода может быть представлено также в дифференциальной форме:

тем самым, устанавливая связь между скоростью поглощения фотонов твердым телом и скоростью поверхностного фотопроцесса и характеризуя эффективность твердого тела при преобразовании поглощенного света в процесс молекулярной трансформации на его поверхности. Поскольку эффективность преобразования в общем случае (особенно для некаталитических процессов) является функцией от времени, как правило, для характеризации активности твердого тела используют начальные значения квантового выхода при 1: 0. Для характеризации фотоактивности
твердого тела следует также соблюдать условия, при которых квантовый выход не зависит от концентрации реагента и интенсивности падающего света. В последнем случае также выполняется условие независимости квантового выхода от распределения света в гетерогенной системе [20, 134]. При этих условиях квантовый выход фотопроцесса характеризует максимальную активность твердого тела. Соответсвенно, становится возможным сравнивать данные, полученные для различных твердых тел в разных лабораториях, и оценить их абсолютную и относительную активность. Следует учитывать, что при экспериментальном определении квантового выхода фотопроцесса в гетерогенной системе, содержащей дисперсный фотоактивный материал, найденная величина, очевидно, является усредненным квантовым выходом фотопроцесса по ансамблю различных частиц дисперсного твердого тела.
(1.26)