Синтез, микроструктура, электрофизические и сенсорные свойства нанокристаллического SnO2 , легированного Ru, Rh и Pd

• Автор: Сафонова, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Термодинамические свойства систем БпМО.

1.1.1. Фазовая диаграмма системы Бп0

1.1.2. Термодинамические свойства системы Ки8п0

1.1.3. Термодинамические свойства системы Ш8п0

1.1.4. Термодинамические свойства системы Рб8п0

1.2. Механизм взаимодействия высокодисперсного диоксида олова с газовой фазой.,

1.2.1. Механизм химических процессов на оксидных поверхностях

1.2.2. Реакционная способность поверхности диоксида олбва

1.2.3. Механизм газовой чувствительности диоксида олова
1.2.4. Влияние микроструктуры на механизм сенсорного отклика диоксида олова.
1.3. Химические процессы на поверхности платиновых металлов.
1.3.1. Взаимодействие платиновых металлов с кислородом.
1.3.2. Каталитическое окисление СО.
1.3.3 Каталитическое разложение 0.
1.4. Влияние легирующих добавок на микроструктуру, электрические и сенсорные свойства поликристаплического БпОг
1.4.1. Особенности микроструктуры поликрисгатлического 8пОг содержащего легирующие добавки
1.4.2. Влияние легирующих добавок на механизм электропроводности
поликристаплического 8пО.
1.4.3. Влияние платиновых металлов на сенсорные свойства
поли кристаллического БпСЬ
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Синтез нано кристаллических материалов на основе диоксида олова
2.1.1. Синтез тонких пленок Бп и 8пМ методом пиролиза аэрозоля
2.1.2. Синтез порошков и толстых пленок БпСЬ и 8пМ
2.2. Методики исследования составам микроструктуры полученных материалов.
2.3. Методика изучения электрофизических свойств пленок.
2.4. Методики исследования сенсорных свойств и механизма газовой чувствительности полученных материалов
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1. Состав и микроструктура материалов на основе Бп
3.1.1. Состав тонких пленок БпОг и 8пМ
3.1.2. Микроструктура тонких пленок 8п и 8пМ.
3.1.3. Микроструктура порошков 8п и 8пМ
3.2. Влияние платиновых металлов на электрофизические свойства пленок диоксида о лова.
3.3. Взаимодействие пленок 8п и 8пМ с газовой фазой.
3.3.1. Влияние платиновых металлов на кинетику взаимодействия
пленок 8пМ с кислородом..
3.3.2. Взаимодействие пленок 8п и 8пМ с .
3.3.3. Взаимодействие пленок 8п и 8пМ с газами
восстановителями.
3.3.3.1. Сенсорные свойства пленок БпО и БпМ к СО
3.3.3.2. Сенсорные свойства пленок БпР1 кН2и С3Н8С4Н
3.3.3.3. Изучение реакционной способности пленок Бп и БпМ
по отношению к СО и Н2 методами РФЭС и ОЭС
3.3.3.4. Исследование механизма газовой чувствительности пленок Бп и БпОзСРс к СО методом мсссбауэровской спектроскопии
3.3.3.5. Модель взаимодействия пленок Бп и БпМ с газамивосстановителями.
4. ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


РбБщ, РбБщ. Литературные данные о кристаллической структуре интерметаллидов приведены в табл. Таблица 3. Кристаллическая структура соединений системы РКп 9,. Соединение Прототип Простр. Параметры решетки НМ
РДзБп Си РгаЗт 0. РЗп 11 Рита 0. Рп,3 Ы2Са3Се6 Р3 0. Бп МпР Рпта 0. РД8п2 Рп2 АЬа2 0. РВп СиЛ т с ш 0. Бп, Рп4 АЬа2 0. Свсрхструктура р Р8п2. Моиоклинно искаженная структура типа МпР,У. ЖИДКО СОСТОЯНИЯ. После медленного охлаждения. Трехкомпонентные соединения в системе РФБпО не известны. Существенной растворимости Рс1 и его оксидов в 8п не обнаружено. Механизм взаимодействия высокодисперсного диоксида олова с газовой фазой. Механизм химических процессов на оксидных поверхностях. Механизм адсорбции и окислительновосстановительных процессов на оксидных поверхностях имеет ряд особенностей, которые принципиально отличают их от адсорбционных процессов на поверхности металлов 5. Вопервых, ионная природа химической связи в оксидах способствует появлению кислотноосновных и донорноакцепторнььч адсорбционных механизмов Наиболее общими процессами диссоциативной адсорбции на поверхности почти всех поликристаллических . При этом катионные центры под действием электростатических сил иондипольное взаимодействие, а также ковалентного перекрывания орбиталей могут выступать в роли кислот Льюиса и взаимодействовать с донорными молекулами, такими как Н или МН3. Кислород, напротив, обладает основными свойствами и может вступать во взаимодействие с акцепторами электронов, например, с НГ. Вовторых, существенной особенностью оксидов является вовлечение решеточного кислорода в реакции на поверхности 5,. Так, при взаимодействии с молекулами, обладающими кислотными свойствами, например с С, решеточный кислород проявляет основные свойства и на поверхности оксидов образуются СОз2 группы. Помимо кислотноосновных, на поверхности оксидов могут иметь место также окислительновосстановительные реакции. Окисление адсорбата сопровождается восстановлением оксидной поверхности, образуется кислородная вакансия, при этом происходит высвобождение свободных электронов, или же изменяется степень окисления катионов металла, находящихся на поверхности. Важным параметром, определяющим реакционную способность оксидных поверхностей, является также координационная ненасыщенность. Поверхностные центры как катионные так и анионные, координационное число которых меньше оптимального, очевидно, обладают избыточной энергией и поэтом могут легче участвовать как в кислотноосновных взаимодействиях, так и окислительновосстановительных процессах, связанных, например, с отрывом кислорода Таким образом, поверхности, содержащие ступени роста, вакансии и другие дефекты, очевидно, имеют большую реакционную способность. О, а ион металла иметь дополнительные электроны. Способность дефектов быть как источниками, так и ловушками электронов делает возможным протекание различных каталитических процессов на поверхности оксидов. Механизмы взаимодействия газов с поверхностью оксидов можно классифицировать следующим образом. Вопервых, есть несомненное различие между
I молекулярной или недиссоциативной
II диссоциативной адсорбцией. К слабой электростатической адсорбции относится обыкновенная физическая адсорбция под действием сил ВандерВаальса, которая происходит практически одинаково ыа любых поверхностях. Различия между кислотноосновными и окислительновосстановительными процессами на поверхности принципиальны с химической точки зрения 5. Это объясняется тем, что вторые обязательно сопровождаются окислением или восстановлением поверхности, что нехарактерно для первых. Образовавшаяся в ходе этого процесса надповерхностная гидроксогруппа ОНГ,, будучи основанием, координируется с катионным центром на поверхности оксида. Основной особенностью донорноакцепторного процесса является то, что электроны, принимающие участие во взаимодействии, не могут рассматриваться как свобода ые. Окислительновосстановительный процесс с изменением степени окисления адсорбата происходит с захватом или высвобождением электронов.