Адсорбция кислорода и его эмиссия в колебательно-возбужденном состоянии в процессе перестройки поверхности металлов

• Автор: Кашин, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

I. Родь нестационарных процэссов в адсорбции и гетерогенной катализе.

2. Основные особенности метастабильного состояния

поверхности твердого тела

3. Роль кластеров металлов в адсорбции и катализе

на нанесенных катализаторах

4. Современные представления об адсорбции кислорода на серебре и золоте. .

В. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

I. Выбор объектов и методов исследования.

2. Метод пьезокварцевого ыикровзвешивания
3. Определение истинной поверхности адсорбентов
методом БЭТ
4. Метод измерения работы выхода электрона по
смещению вольтамперных характеристик
5. Методы электронной Ожеспектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии
6. Методы полупроводниковых детекторов и оптического титрования
7. Адсорбенты и адсорбат .
8. Погрешность измерений .
III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
I. Адсорбция кислорода на метастабильных поверхностях твердых теп.
2. Исследование процзсса перестройки поверхности
методами работы выхода, Ожеэлектронной спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии
3. Эмиссия колебательновозбужденных молекул кислорода с метастабипьной поверхности твердого
4. Количественные оценки характеристик адсорбции . кислорода и атомов металлов на метастабильной
поверхности твердого тела .
5. Холодная эмиссия атомов серебра с поверхности пленок серебра на кварце под влиянием ультразвуковых колебаний.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Авторы предполагают, что увеличение скорости реакции связано с участием в ней спабосвязанного кислорода, адсорбированного на двумерном окисле или на границе раздела двумерный окиселметалл. Аналогичные результаты получены Аптекарем Е. Л. и Крыловым О. После снижения теплоты адсорбции до начинается большое тепловыделение, что свидетельствует о протекании каталитической реакции окисления Сз, при этом в газовой фазе появляются продукты окисления. Эти результаты указывают на необходимость образования определенной поверхностной структуры. Только после ее формирования или в момент перестройки поверхности начинается каталитическая реакция. Интересные с этой точки зрения результаты изложены в . Измерения скорости реакции синтеза и разложения карбонила никеля, в особенности в мягких условиях Ю5Пэ , 33 К, позволили выявить существование начального нестационарного периода, характеризуемого постепенным увеличением скорости реакции в течение с. Вероятной причиной этого явления, по мнению автора, следует считать реакционную перестройку поверхности, которая сводится в рассматриваемом случае к образованию поверхностных кластеров гС02
Сопоставление времени, необходимого для формирования таких кластеров среднее число атомов в неравновесном поверхностном кластере ГО3 за счет поверхностной диффузии, с наблюдавшимися продолжительностями начального нестационарного периода реакции позволили предположить, что самопроизвольные изменения структуры поверхности под влиянием реакции включают процессы минимум трех уровней с различными характеристическими временами а элементарные акты реакции и поверхностной диффузии И Ю8ГО6с, б формирование поверхностных кластеров С 0,1 с, в эволюция поверхностных
структур к стационарному состоянию ч. Проведение реакции синтеза карбонила никеля не с чистым никелем, а с его сплавами, позволил наблюдать другой тип нестационарных процессов, именно перестройку, обусловленную изменениями состава приповерхностного слоя. Опыты с гомогенизированными сплавами системы СиМ показали падение во времени скорости реакции и увеличение коэффициента диффузии в Сипод влиянием водорода 6. ГО против ГО м2с1. Для гетерогенных каталитических реакций окисления на платине был предложен механизм, по которому энергия, выделяющаяся при химическом превращении, использовалась на образование в стадии разветвления новых активных центров на поверхности катализатора. Активными цзнтрами, по этой гипотезе, являются атомы, вырываемые из кристаллической решетки катализатора и переводимые в адсорбированное состояние или же поверхностные вакансии, образующиеся в этих актах. В 4 предлагается другое возможное объяснение
этому явлению образование в условиях реакции на поверхности платины двумерной активной фазы. По мнению Крылова 0. В., адсорбцию и катализ следует рассматривать как фпь скачкообразных превращений с перестройкой поверхности за счет использования энергии акта адсорбции или катализа. При каждой такой перестройке, с одной стороны, изменяется конфигурация активного центра на поверхности, что приводит к изменению каталитической активности, с другой стороны, в момент перестройки атомы поверхности могут обладать повышенной активностью и участвовать в каталитическом акте. Экспериментальные результаты, изложенные в данном параграфе, позволяют считать установленным, что реакционная среда влияет на катализатор, приводя к различного рода перестройкам поверхности. Перестройки поверхности катализатора могут происходить уже при комнатной температуре и в некоторых случаях распространяются на несколько атомных слоев. В результате указанных перестроек на поверхности формируются структуры, которые ускоряют или замедляют скорость процесса. Следует отметить, что методы исследования адсорбции и гетерогенного катализа в нестационарных условиях позволяют проявлять не только атомные перестройки активных центров, но и образование активных промежуточных форм, а также значительно полнее изучать другие вопросы адсорбции и катализа. Однако в литературе, повидимому, отсутствуют данные об особенностях адсорбции при нестационарном состоянии поверхности твердого тела.