ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы магнитного резонанса в каталитических исследованиях ОРейли Ядерный магнитный резонанс из "Катализ Новые физические методы исследования" Книга представляет собой очередной том серии Катализ , хорошо известной советскому читателю. В настоящий, двенадцатый, том включено шесть обзорных статей, посвященных новым теоретическим и экспериментальным методам изучения катализа. В них рассматриваются следующие вопросы использование краев полосы поглощения К-серии рентгеновского спектра для изучения каталитически активных твердых веществ, применение нового метода дифракции электронов для изучения катализаторов, молекулярная специфичность в физической адсорбции. Весьма интересна статья, посвященная технике магнитного резонанса в каталитическом исследовании автор рассматривает отдельно ядерный магнитный резонанс и электронный парамагнитный резонанс — методы, которые позволяют получить ценные сведения о микроскопических свойствах твердых тел. [c.4] Книга предназначена для специалистов, работающих в области катализа. [c.4] На современном этапе изучения элементарных актов адсорбции и катализа и самих гетерогенных катализаторов как твердых тел методы исследования играют первостепенную роль. Вводятся все новые методы и благодаря этому расширяются возможности более детального и глубокого изучения сложного комплекса явлений, именуемого катализом. В настоящий сборник включены статьи, знакомящие читателей с методами, описание которых имеется лишь в сугубо специальных изданиях. [c.5] Статья О Рейли Методы магнитного резонанса в каталитических исследованиях освещает в краткой форме методы исследования, приобретшие за последние годы чрезвычайно большое значение практически во всех областях химии. Методы ЯМР и ЭПР открыли принципиально новые возможности также и в изучении катализаторов и каталитических реакций. Хотя в этой области пока еще сделано значительно меньше, чем в других областях химии, эти методы в настоящее время используются все шире при разработке теоретических проблем катализа. Статья О Рейли вышла в свет в 1960 г. и, следовательно, содержащийся в ней обзор литературы далеко не полон. Этот недостаток редактор и переводчик постарались до некоторой степени устранить, дав в конце статьи дополнительный список работ, в который вошла также недавно опубликованная большая монография Л. А. Блю-менфельда, В. В. Воеводского и А, Г. Семенова, посвященная методу ЭПР. Несомненным достоинством статьи О Рейли является то, что в ней одновременно представлены оба основных метода радиоспектроскопии — ЯМР и ЭПР и даны типичные примеры использования их специально для решения проблем катализа. [c.5] описанный в статье Ван-Норстранда, в основном эмпирический. Однако он имеет ряд достоинств, на которые справедливо указывает автор. К ним в первую очередь относятся большая специфичность в отношении элемента и чувствительность к его состоянию, а также тот факт что на результаты мало влияет кристалличность дальнего порядка, а это особенно благоприятно для изучения катализаторов. Пока еще данным методом получено мало сведений о свойствах катализаторов, но уже есть основание считать, что он заслуживает более широкого применения. [c.6] В статье Радиационный катализ , как показывает название, рассматривается совместное действие излучения и катализа. С одной стороны, мы имеем здесь открытые системы, в которые постоянно подводится энергия извне в виде радиации. Эта энергия трансформируется под действием катализаторов в химическую энергию более низкого потенциала. С другой стороны, излучение способно также видоизменить сами катализаторы, создавать в них новые активные центры, причем не наблюдается эквивалентности между энергией радиации и энергией химического превращения квантов радиации гораздо меньше числа элементарных актов реакции. Эти случаи с точки зрения катализа особенно интересны. И, наконец, в некоторых случаях радиация способна подавлять химические реакции. Вопрос о радиационном катализе является новым и очень перспективным эта область химии быстро развивается. [c.6] В статье Молекулярная специфичность физической адсорбции Йетс рассматривает группу явлений, происходящих при физической адсорбции, которым при обычных измерениях не уделяется внимания. Он отмечает изменения самих адсорбентов, обусловленные тем, что физическая адсорбция паров и газов изменяет поверхностное натяжение и поверхностную энергию твердого тела и, в итоге этого — его объем. Автор показывает, какую роль в теории физической адсорбции играют эти эффекты, в характере и величине которых и проявляется молекулярная специфичность физической адсорбции. Автор рассматривает также вопрос о природе адсорбированной фазы и дает описание методов исследования. Таким образом, на довольно широком материале показано, что обычное представление о неспецифичности физической адсорбции является едва ли допустимым упрощением и что хотя эта специфичность и выражается по-иному, чем специфичность хемосорбции, она тем не менее не вызывает сомнений. [c.6] Редактирование статьи 4 проведено А. А. Баландиным, остальные статьи редактировал А. М. Рубинштейн. [c.7] Атомные ядра и электроны обладают магнитными моментами. Это свойство используют в технике магнитной резонансной спектроскопии наложение магнитного поля на ядра и электроны приводит к расщеплению квантовых состояний магнитного момента на ряд энергетических уровней (расщепление Зеемана). Относительно направления приложенного магнитного поля магнитный момент ориентируется в определенных направлениях, отличающихся по магнитной энергии. Наряду с магнитным моментом, ядра и электроны имеют спиновый момент количества движения. Компонент момента количества движения вдоль направления приложенного магнитного поля является целым или полуцелым числом, кратным основной единице момента количества движения Ь (константа Планка, деленная на 2ц). Ядро (или система электронов) со спином / (или 5) могут иметь только 2/ -Ь 1 различных ориентаций в постоянном магнитном поле и, следовательно, 2/ +1 состояний с различной магнитной энергией. Переходы магнитного момента между этими состояниями, сопровождающиеся резонансным поглощением магнитной энергии, происходят под действием излучения соответствующей частоты и поляризации. Наблюдая интенсивности и частоты резонансного поглощения в исследуемом материале, можно установить детали окружения ядер и электронов. Так как большинство веществ, представляющих интерес в гетерогенном катализе, является твердыми телами, в последующем изложении будет обращено особое внимание на магнитный резонанс в твердых телах. [c.9] Успешное применение метода ЯМР в физике твердого тела связано с тем, что ширина расщепления и сдвиги линий магнитного резонанса ядер в твердых веществах часто сильно зависят от магнитного и электрического окружения ядер в веществе. В этом смысле ядро можно рассматривать как зонд, позволяющий выяснить некоторые детали ядерной и электронной структуры исследуемого твердого тела. В разработке теории магнитного резонанса принимали участие многие ученые и в настоящее время она находится на достаточно высоком уровне развития. [c.10] Было сделано несколько попыток применить метод ЯМР в исследовании твердых тел, представляющих интерес для катализа. Селвуд с сотрудниками [14] измерили время протонной релаксации (Г1) во влажных препаратах У АЬОз, содержавших РегОз, СиО и СггОз. [c.10] Сравнивая эти времена релаксации с временами релаксации, найденными для водных растворов с добавками соответствующих парамагнитных ионов, авторы выяснили доступность катализатора , которую они определили как меру доступа молекул воды к парамагнитным ионам, нанесенным на катализатор. К сожалению, в этом случае трудно отличить влияние носителя на Г1 от влияния парамагнитного окисла, как это показано недавно Хикмотом и Селвудом [15], измерявшими времена протонной спин-решеточной релаксации уАЬОз, смоченной различными жидкостями, в том числе и водой. [c.10] Мейс и Бреди [17] опубликовали предварительные данные по адсорбции воды на рутиле (TIO2) при 77, 195 и 300° К и разной степени покрытия. Циммерман с сотрудниками [18] провели многочисленные измерения магнитного резонанса (методом спинового эхо) протонов воды, адсорбированной на силикагеле. Были измерены продольные и поперечные времена релаксации при комнатной температуре и различных степенях покрытия поверхности, и было показано, что адсорбированная вода ведет себя, как состояш,ая из двух фаз. [c.11] отмеченные жирным шрифтом, имеют / — V2 и являются обычно наиболее благоприятными для наблюдений в аморфных твердых телах. [c.11] В разделе П, В,3 обсуждаются результаты по исследованию резонанса ядер Н Fe и A.W в твердых веществах, представляющих интерес для катализа. [c.11] Большинство веществ не имеет заметного количества неспаренных электронов однако, многие соединения, представляющие интерес для химиков в связи с их каталитическими свойствами, содержат неспаренные электроны, которые отчасти определяют каталитические свойства этих материалов. [c.12] Перечень важнейших работ по применению ЭПР для решения проблем катализа, опубликованных после 1962 г., дан редактором и переводчиком в дополнительном списке литературы в конце статьи. — Прим. ред. [c.12] Вернуться к основной статье