Гетерогенная релаксация внутренней энергии молекул и неравновесные процессы на поверхностях твердых тел

• Автор: Шуб., Б.Р.
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 286 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ЧАСТЬ I

ГЕТЕРОГЕННАЯ РЕЛАКСАЦИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОВОЗБУЖДЕННЫХ МОЛЕКУЛ Глава I

1. Методы исследования гетерогенной релаксации колебательновозбужденных молекул.

2. Механизмы гетерогенной релаксации .

Глава П

Релаксация колебательновозбужденных молекул дейтерия на молекулярном кристалле С

1. Экспериментальные результаты

2. Возможные микроскопические механизмы колебательновозбужденного дейтерия на молекулярном кристалле С . .

2а.Передача колебательной энергии молекулы в собственные

поступательные степени свободы .
.Размен колебательной энергии молекулы Д2 на фононы решетки С.
2в.Передача колебательной энергии молекулы Д2 внутримолекулярным колебаниям С.
2г.Передача колебательной энергии Д2 молекулам1 С за счет
мультиполного взаимодействия .
Глава Ш
Релаксация колебательновозбужденных двухатомных гомоядерных молекул на поверхностях металлов
1. Релаксация колебательновозбужденного азота на серебре 2.Методика исследования гетерогенной релаксации возбужденных молекул с реактором типа коаксиальные цилиндры
Стр.
3. Релаксация колебательновозбужденных молекул Д2 и Ма
на вольфраме и меди.
4. Гетерогенная релаксация колебательновозбужденных молекул на металлах
Глава У
Гетерогенная релаксация колебательновозбужденных молекул
азота и дейтерия на тефлоне и кремнии
1. Гетерогенная релаксация колебательновозбужденного дейтерия на поверхности
2. Гетерогенная релаксация колебательновозбужденного азота
на тефлоне.
3. Гетерогенная релаксация колебательновозбужденных азота
и дейтерия на поверхности кремния .
4. Гетерогенная релаксация колебательной энергии молекул на
полупроводниках
ЧАСТЬ П
ГЕТЕРОГЕННАЯ РЕЛАКСАЦИЯ ЭЛЕКТР0НН0ВБУВДЕННЫХ ЧАСТИЦ
Глава I
Гетерогенная релаксация аргона Ъ Ра
1. Методика эксперимента
2. Экспериментальные результаты .
3. Коэффициент диффузии ыетастабильного аргона в аргоне
4. Обсуждение результатов
Глава П
Гетерогенная релаксация азота
1. Методика эксперимента
2. Результаты экспериментов .
3. Обсуждение результатов .
СтЕг.
Глава Ш
Гетерогенная релаксация кислорода
1. Методика эксперимента и определение коэффициентов аккомодации О на ряде материалов.
2. Температурные зависимости гетерогенной релаксации синг
летного кислорода на кварце и платине
3. Гетерогенная релаксация синглетного кислорода на поверхности золота.
4. Гетерогенная релаксация синглетного кислорода на платине
в ходе каталитического окисления СО
ЧАСТЬ Ш
НЕРАВНОВЕСНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И ВОЗМОЖНАЯ РОЛЬ ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ В АДСОРБЦИИ И КАТАЛИЗЕ
Глава I
Условия реализации хемоэнергетического стимулирования химических реакций
1. Генерационное стимулирование .
2. Импульсная генерация .
3. Стационарная генерация .
4. Обсуждение результатов .
Глава П
Вероятность образования и время жизни молекул в колебательновозбужденном состоянии при переходе энергии в колебательные степени свободы системы
Глава Ш
Роль возбужденных состояний в адсорбции и катализе
1. Образование возбужденных состояний
СТЬ.
2. Время жизни возбужденных состояний и релаксационные
исследования
3. Реакционная способность возбужденных молекул .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Оно определяется, в первую очередь скоростью увода энергии из объема на стенку, вследствие этого появляется возможность рассчитать коэффициент аккомодации. Этим методом были определены коэффициенты аккомодации колебательной энергии С, 0 СН4. Яо. С, . В работе Федотова, Саркисова и Веденеева 1 определены коэффициенты аккомодации колебательновозбужденных молекул дейтерия и водорода на поверхности молибденового стекла, которое, по мнению авторов покрыто слоем адсорбированных молекул 3Р . Метод основан на измерении верхнего предела воспламенения смеси фтора с водородом или дейтерием. Так как процесс сильно экзотермичен, то в ходе реакции образуются колебательновозбужденные модасулы ИР или
ТР , которые могут передавать свою энергию водороду или дейтерию. При взаимодействии с фтором колебательновозбужденный водород ини
циирует новые цепи. При достаточно низких давлениях на достижение верхнего предела воспламенения сильное влияние оказывает гетерогенная релаксация колебательновозбужденного водорода и, следовательно, при достижении предела можно определить коэффициент аккомодации колебательной энергии. Опыты проводились в случае водорода при Т 0К, а для дейтерия в интервале температур от до 5 К. С ростом температуры коэффициент аккомодации возрастал. Авторы объясняют этот эффект резонансным обменом энергии между водородом и адсорбированным фтористым водородом. В г. Милликен впервые разработал этот метод для изучения релаксационных процессов дипольно излучающих молекул . Идея метода заключается в следующем. Изучаемый газ, находящийся в кювете из исследуемого материала подвергается мощному импульсному облучению, генерирующему колебательновозбужденные молекулы. В качестве источника излучения используются мощные лазеры с модулированной добротностью. После прекращения облучения измеряется кинетика флюоресценции. I. дезактивацию при столкновении в газе или через процессы внутримолекулярной безизлучательной релаксации. В этом случае скорость релаксации должна зависеть от давления и температуры газа 2. На рис. З представлена зависимость констант скорости релаксации С от давления . При высоких давлениях 9 практически не меняется, а при уменьшении давления возрастает, переходя в пределе к коэффициенту Эйнштейна для спонтанного излучения. Следует отметить, что для определения константы скорости гетерогенной дезактивации необходимы очень низкие давления порядка 0,1 Па, что,в свою очередь, требует техники накопления регистрируемого сигнала. В таблице 2 приведены коэффициенты аккомодации колебательной энергии, полученные импульсным методом. Из таблицы видно, что коэффициенты аккомодации слабо зависят от природы поверхности и поэтому многие авторы придерживаются выдвинутого Кнудсеном предположения, согласно которому релаксация происходит на поверхности, полностью покрытой слоем адсорбированных молекул. Рис. Зависимость констант скорости релаксации СС2 от давления. С на четырех поверхностях пирексе, латуни, тефлоне и полимерном материале миларе. Авторы пришли к следующему механизму релаксации. Так как опыты во всех случаях проводились при комнатной температуре, то очевидно, все исследуемые поверхности покрыты слоем адсорбированных молекул С, а релаксация происходит путем резонансного обмена между адсорбированной и налетающей из газовой фазы колебательновозбужденной молекулами. Результаты работы также свидетельствуют о релаксации возбужденных молекул при столкновении с поверхностью, покрытой адсорбированными частицами. В этой работе исследовалась температурная зависимость коэффициента аккомодации С и на поверхности кварца рис. Результаты показывают, что с увеличением температуры от 0 К до 0 К происходит быстрое падение коэффициента аккомодации, что вероятно связано с десорбцией адсорбированных молекул. Дальнейший рост температуры приводит к существенному уменьшению коэффициента аккомодации, зависящему в основном от природы твердого тела. Данная интерпретация согласуется с результатами по адсорбции С на кварце, где показано, что при температуре 0 К происходит практически полная десорбция С с поверхности. Рис.