Исследование активных центров поверхности термически активированных окислов магния и кальция по ИК-спектрам адсорбированных молекул

• Автор: Бабаева, Марина Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 142 c. : ил

Глава I
Глава
Глава
Глава

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Строение поверхности и природа активных

центров McjO и СаО

1.2 Формы адсорбции СО и активные центры поверхности McjO и СаО

1.3 Взаимодействие N0 с поверхностью М^О

и СаО
1.4 Адсорбция SOg, на Мс^О и СаО
1.5 Выводы и постановка задачи
ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Приготовление образцов и получение газов
2.2 Низкотемпературная кювета и вакуумная
установка
2.3 Регистрация спектров
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СО С АКТИВНЫМИ ЦЕНТРАМИ ПОВЕРХНОСТИ СаО И Мс^О
3.1 ИК-спектры СО, адсорбированной на термически активированной СаО
3.2 ИК-спектры СО, адсорбированной на Мс^О
3.3 Структуры поверхностных соединений, образующихся при взаимодействии СО с активними центрами поверхности СаО и М<^0
3.4 Выводы
АДСОРБЦИЯ Ü0 НА ОКИСЛАХ МАГНИЯ И КАЛЬЦИЯ
4.1 ИК-спектры к/0 , адсорбированной на Мс^О

4.2 ИК-спектры ьІО , адсорбированной
на CaO
4.3 Взаимодействие f60 с поверхностными центрами MqO и СаО
4.4 Выводы
Глава 5 АДСОРБЦИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ НА М<^0 и СаО
5.1 ИК-спектры £>С>2 , адсорбированной
на М^О
5.2 ИК-спектры SOg , адсорбированной
на СаО
5.3 Взаимодействие с поверхностью
окислов магния и кальция
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Интерес к вопросам физики и химии поверхности твердого тела в последние годы неуклонно возрастает в связи с решением самых разнообразных задач, что определяет актуальность проведенного исследования. Получение спектральной информации, в первую очередь с помощью метода ИК-спектроскопии, о природе поверхностных состояний и структуре соответствующих им центров поверхности важно для дальнейшего развития физики молекулярных процессов на поверхности и теории гетерогенного катализа. Для выяснения вопроса о влиянии физической и электронной структуры окис-ных кристаллов на их адсорбционные и каталитические свойства большое значение имеют эмпирические закономерности, дающие сведения о строении не только конечных, но и промежуточных продуктов каталитических превращений.
В практическом плане исследования процессов, происходящих при взаимодействии молекул с поверхностью, актуальны в связи с необходимостью целенаправленного и контролируемого воздействия и управления свойствами поверхности в полупроводниковом приборостроении и катализе, в нефтеперерабатывающей промышленности, для решения задач химической технологии. Окислы магния и кальция, выбранные в качестве объектов исследования в настоящей работе, являются одними из наиболее распространенных компонентов атмосферных аэрозолей. Поэтому особенно важны сведения о природе активных центров поверхности этих окислов, в результате взаимодействия с которыми может происходить удаление из атмосферы вредных для человеческого организма соединений. Получить такую информа-
- 50 -
полосами соединения П. Б случае напуска на охлажденный образец вместе с СО следовых количеств кислорода полосы соединения Ш в спектре не возникают, а вместо них появляются дополнительнее полосы в области 1600 и 1300 см”1. После адсорбции смеси *^С
*2С*б0 каждая из полос соединения Ш расщепляется на три компоТР ТЯ ТР Тй
нента (см. табл. 3.1), а напуск смеси СО + СО также расщепляет полосу 1195 см“* на три составляющие, но оставляет полосу 982 см“* без изменений.
В группу ІУ входят полосы 2033 с плечом 2060 см , полосы
т _т
1356, 1324 см А и ІІ4І см А, появляющиеся в спектре образца после адсорбции СО при 77 К. Их интенсивность растет при повышении температуры, достигая максимума при 150 - 170 К. При дальнейшем повышении температуры образца происходит перераспределение интенсивности: полоса 2033 см“* ослабевает, а плечо при 2060 см”* вы-

растает в отдельную полосу с максимумом при 2072 см . Одновременно с этим растет поглощение при 1324 см“* и уменьшается интенсивность полосы 1356 см . При приближении температуры образца к 300 К полосы группы ІУ ослабевают, и в спектре, снятом при комнатной температуре, их интенсивность незначительна. Продолжительная откачка при 77 К, а также обработка кислородом при 77 К практически не влияют на интенсивность полос группы ІУ.
После адсорбции смесей *3С*б0 + *2С*б0 и *2С*80 + *2С*б0 полосы 2033 и ІІ4І см”* расщепляются на два компонента (рис. 3.3). Изотопные сдвиги полос в области 1360 - 1280 см“* при этом точно
измерить не удалось из-за сильного их перекрывания. После ад-

сорбции СО на образцах, обогащенных изотопом АО0, полоса ІІ4І см”* расщепляется на две со сдвигом 13 см”*.
Манометрические измерения показали, что покрытие поверхности