Адсорбция и взаимодействие кислорода и моноксида углерода на рутениевых катализаторах

• Автор: Сперанская, Галина Валентиновна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Алма-Ата
• Количество страниц: 236 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ Стр

Введение .

Обзор литературы

Глава I. О взаимодействии кислорода и моноксида углерода

с рутениевыми катализаторами

1.1. Физикохимические характеристики рутения . . .

1.2. Модели хемосорбированного кислорода.

1.3. Оксиды рутения.

1.4. Адсорбция кислорода на металлическом рутении

1.5. Взаимодействие кислорода с нанесенными рутениевыми катализаторами.

1.6. Особенности адсорбции на металлах

1.7. Хемосорбция моноксида углерода на металлическом рутении
1.8. Хемосорбция моноксида углерода на нанесенных рутениевых катализаторах.
Экспериментальная часть .
Глава 2. Методика эксперимента .
2.1. Описание и схема экспериментальной установки
2.2. Получение и очистка газов.
2.3. Приготовление катализаторов.
2.4. Тренировка катализаторов.
2.5. Методика проведения адсорбционного эксперимента 26. Методика проведения десорбционного эксперимента
2.7. Анализ десорбируемых газов
2.8. Определение кинетических параметров адсорбции
2.9. Определение кинетических параметров десорбции
2Методика проведения реакций в адсорбционном слое
Глава 3. Исследование взаимодействия кислорода с рутениевыми катализаторами
Стр.
3.1. Взаимодействие кислорода с рутениевой чернью
3.2. Взаимодействие кислорода с рутениевыми катализаторами на УАЗОз .
Глава 4. Взашодействие СО с рутениевыми катализаторами
4.1. Адсорбция СО на УАЗОз
4.2. Взаимодействие СО с катализаторами при
давлении 3,3 Па.
4.3. ИКспектры адсорбированного СО на ЛЕгОг
4.4. Взаимодействие СО с йиЛЕз катализаторами при атмосферном давлении 1,3 кПа .
Глава 5. О реакционной способности СО по отношению к кислороду, водороду и воде в адсорбционном слое на Йи1АЕгО катализаторах
5.1. Взаимодействие СО с кислородом.
5.2. Взаимодействие СО с водородом
5.3. Взаимодействие СО с водой
Обсуждение результатов.
Глаш 6. Особенности взаимодействия кислорода и моноксида углерода с рутениевыми катализаторами и реакционная способность адсорбированных структур в реакциях гидрирования и окисления.
Выводы . К
Литература


Адсорбция кислорода на металлическом рутении В связи с тем, что рутений каталитически активен в металлическом состоянии, то монокристаллы Ри , ЮП , Ри ,, эмиттеры ,, черни ,02 часто используют в качестве моделей для изучения адсорбционных и каталитических свойств рутениевых катализаторов на носителях. Адсорбция кислорода на компактном Ри исследовалась с применением различных методов 0 же спектроскопии ,,, ДМЭ ,, РФЭС ,,, ультраэмиссионной спектроскопии ,3, измерения работы выхода при адсорбции ,, термодесорбции ,,,,,,, изотопного обмена 3, ЭПР 4, потери энергии электронов ,, Мессбауэровской спектроскопии 5, электрохимических 69 и других методов ,,0. Адсорбция кислорода на монокристаллах Ри исследовалась в условиях высокого вакуума и диапазоне температур 00К ,. При нагревании этого слоя до комнатной температуры происходит его упорядочение за счет локальной подвижности в адсорбционном слое с образованием двух типов упорядоченных структур симметрии 2x20 ,,, и координации трех вырожденных структур 2x10, ориентированных друг относительно друга под утлом 0. Первый тип структуры образуется при В 143,9хЮ8 ат 0ь, второй при б 127,9Х ат 0г к характеризуются коэффициентами прилилашя 0, и 0,,соответственно . Исследование хемосорбции кислорода на различных гранях Ри, показало, что при 0К кислород хемосорбируется быстро. Атомы кислорода направлены перпендикулярно поверхности Ни. В этих условиях 0К достигается монослойное заполнение поверхности 1,1, атомов 0м2 ,,8. Отмечается ,,, что начальный коэффициент прилипания оказывается высоким на грани 0,0,8, очень мал 0,4 на грани Ри. Среднюю величину 0,1. С увеличением экспозиции в кислороде коэффициент прилипания уменьшается и при 0К быстрее, чем цри 0К . Хемосорбция кислорода на и протекает через образование слабосвязанного подвижного предадсорбированного ргесит. Различие в коэффициентах прилипания связывают со скоростью перехода из состояния ргесигзоъ в адсорбированное Неодинаковая скорость перехода может быть вызвана либо определенным активационным барьером хемосорбции кислорода на ДгЮЙ, либо высокой степенью координации соседних атомов металла на поверхности Ри шесть против двух для Ри ,. Джмоль ,, что. Ни табл. Большую информацию о поверхностных явлениях,происходящих при адсорбции газов на Ни дает метод измерения работы выхода электрона Ф ,,1,2. При адсорбции кислорода на Ни происходит увеличение Ф электрона вследствие проявления кислородом акцепторных свойств. Так, хемосорбция кислорода на Ни эмиттере при 0К вызывает увеличение Ф на 1,4 эВ и составляет 6,0 эВ. При ступенчатом нагревании адсорбированного слоя до 0К происходит уменьшение Ф до 5,5эВ. В интервале 0ПК Ф остается приблизительно . К падает до 5,1 эВ. Авторами предположено, что снижение Ф в интервале 00К связано с реконструкцией внутренним превращением адсорбированного слоя без изменения степени покрытия Ни кислородом, сопровождающейся введением кислорода в объем металла. Процесс поглощения кислорода объемом Ни эндотермичен , что может свидетельствовать о коррозионном характере этого процесса. Н0дс лНЙнЦг , табл. Энтальпия адсорбции кислорода на монокристаллах Ни . Ни пленках при температуре К обнаружена методом Р2ЭС . В работе авторы предлагают две модели внедрения кислорода в решетку Ни . Согласно первой на поверхности находится высокая концентрация кислорода и диффузия в объем металла происходит быстро. Во второй модели, которая более вероятна, рассматривается быстрая миграция больших количеств кислорода в первый приповерхностный слой, а проникновение кислорода в более глубокие слои металла происходит медленно. Энергия десорбции кислорода из объема очень высока,порядка 80 кДжмоль и десорбция происходит при более высоких температурах К по сравнению с температурой образования объемных оксидов Ни см. Ни . Процесс проникновения кислорода в компактный Ни интенсифицируется с повышением температуры и давления ,,,, ,,4,6,4. Р давление кислорода. Исследование хемосорбированного компактным Ни эмиттер, монокристаллы кислорода методами термодесорбции, РФЭС, измерения работы выхода указывает ка его энергетическую неоднородность ,,,,.