ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие к серии научных монографий Химия поверхности и адсорбция из "Инфракрасные спектры поверхностных соединений" Получение новых, близких к однородным адсорбентов способствовало интенсивному развитию теории адсорбции на молекулярном уровне. Возникла, в частности, реальная возможность молекулярно-статистического расчета адсорбционных свойств ряда адсорбентов по отношению к множеству веществ разных классов с учетом результатов экспериментального изучения для немногих их представителей. [c.6] Достижения последних лет заставляют обратить внимание на исследование химии поверхности твердых тел и адсорбции как на один из важнейших источников информации о межмо-лекулярных взаимодействиях вообще. Однако работы, освещающие эту важную область, оставались необобщенными. Все это привело к мысли предпринять издание серии монографий по химии поверхности и адсорбции. При стремительном развитии этой области невозможно составить исчерпывающие обзоры всех публикаций. Поэтому создание данной серии идет по пути издания монографий по тем именно вопросам химии поверхности и адсорбции, в изучении которых авторы приобрели определенный опыт. Это позволило более критически и целеустремленно обрабатывать опубликованные материалы, получать недостающие данные и группировать их вокруг общего направления— развития молекулярной теории адсорбции. [c.6] Авторы примут с благодарностью все пожелания и замечания о монографиях. [c.6] Задачи развития теории молекулярных и химических взаимодействий при соприкосновении различных сред с поверхностью твердых тел и усовершенствования на ее основе многих технологических процессов — хроматографического анализа и хроматографического производства чистых веществ, адсорбционного разделения смесей, катализа, наполнения полимеров и смазок и т. п. — требуют углубленных знаний о природе процессов, происходящих на поверхности твердого тела. В связи с этим в последнее время проявляется повышенный интерес к физическим и среди них в первую очередь к спектральным методам исследования химии поверхности и взаимодействия молекул с поверхностью. [c.7] Спектральные методы, связанные по самой своей природе с процессами поглощения электромагнитного излучения в результате переходов между квантованными энергетическими уровнями атомов и молекул, дают прямую информацию о процессах взаимодействия на молекулярном уровне. Среди спектральных методов наибольшее распространение для исследования химии поверхности и адсорбции получила в настоящее время инфракрасная спектроскопия благодаря ее высокой чувствительности к химическому составу поверхности и к различного рода взаимодействиям молекул с поверхностью и универсальности при исследовании широкого круга систем. [c.7] Таким образом, в изданных к настоящему времени монографиях работы последних 5—7 лет не рассмотрены. Вместе с тем именно за эти годы инфракрасная спектроскопия поверхностных соединений и адсорбционных комплексов развилась особенно сильно и выявились перспективы ее количественных применений в комплексе с другими методами. Эти особенности развития инфракрасной спектроскопии авторы старались учесть в настоящей книге, посвященной исследованиям методом инфракрасной спектроскопии химии поверхности и адсорбции окислами кремния и алюминия, аморфными алюмосиликагелями, а также кристаллическими пористыми алюмосиликатами — цеолитами. Таким образом, в книге рассмотрено сравнительно небольшое число окислов — окись кремния и алюминия, а также некоторые их аморфные и кристаллические соединения. Эти адсорбенты — аэросилы, аэросилогели (силохромы), силикагели, пористые стекла, алюмогели, алюмосиликатные катализаторы и различные катионированные и декатионированные цеолиты — весьма важны как для изучения взаимодействий при молекулярной адсорбции и хемосорбции, так и для практического использования в аналитической и препаративной хроматографии, в адсорбционных разделениях, в частности в осушке, в катализе и многих других важных областях технологии. [c.8] Глава П1, завершающая вводную часть книги, посвящена экспериментальным методам, причем основное внимание уделено последним достижениям в конструировании кювет, приемам совместного спектрального и адсорбционного исследования и получению количественных спектральных характеристик взаимодействия в адсорбционных системах. [c.9] В главах VIII и IX основное внимание уделено достижениям инфракрасной спектроскопии в анализе природы и свойств кислотных центров алюмогелей и алюмосиликагелей (алюмосили-катных катализаторов). Главы X и XI посвящены спектральным исследованиям природы центров адсорбции различных катионных и декатионированных форм цеолитов и состояния молекул, адсорбированных такими цеолитами. Относящийся к цеолитам материал рассмотрен с целью выявления структурных элементов остова и, в первую очередь, структурных гидроксильных групп и катионных вакансий, ведущих к возникновению различных кислотных центров, и роли этих центров в проявлении адсорбционных и каталитических свойств цеолитов. [c.9] Работы по исследованию адсорбции методом ультрафиолетовой спектроскопии в книге рассмотрены лишь вкратце, так как авторы подготавливают специальную монографию в этой области. [c.10] Авторы старались сделать эту монографию доступной широкому кругу работников научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий, работающих в области адсорбции, катализа, газовой и молекулярной жидкостной хроматографии и полимерной химии, а также для аспирантов и студентов химических, физических, биолого-почвенных и геологических специальностей, интересующихся и работающих в области химии поверхности твердых тел и адсорбции. Для облегчения использования материалов этой книги лицами разных специальностей, интересующихся разными аспектами рассматриваемой проблемы, авторы старались изложить материалы отдельных глав так, чтобы при первоначальном ознакомлении их можно было бы понимать и без предварительного изучения остальных разделов книги. [c.10] Авторы старались по возможности дать исчерпывающие ссылки на опубликованные работы, включая 1969 и отчасти 1970 и 1971 гг. Работы, появившиеся во время редакционной подготовки и печатания этой книги, по возможности также указаны (номера ссылок с добавлением букв). [c.10] Авторы приносят благодарность А. П. Архиповой, Т. И. Горюновой, Н. А. Зубаревой, Т. С. Киселевой и И. А. Лыгиной за помощь при подготовке рукописи к изданию. [c.10] Авторы будут признательны за указание пропущенной литературы, допущенных ошибок и за критические замечания и пожелания, которые можно было бы учесть при работе над новым изданием. [c.10] Исследование межмолекулярных взаимодействий вообще и особенно взаимодействий молекул с поверхностью твердых тел приобретает в настоящее время все большее теоретическое й прикладное значение. [c.11] Синтезы адсорбентов с поверхностями регулируемой геометрической и химической структуры открыли путь исследованию на поверхности твердых тел всего диапазона взаимодействий, от слабых неспецифических, когда адсорбированная молекула сохраняет свои индивидуальные свойства, до сильных специфических, когда молекула или ее отдельные звенья претерпевают существенные изменения и, наконец, до полного исчезновения индивидуальности адсорбированной молекулы при сильном химическом взаимодействии с адсорбентом. Происходивший параллельно рост чувствительности и расширение специфики экспериментальных методов, объединение термодинамических, хроматографических и различных спектральных методов исследования одних и тех же адсорбционных систем позволили получать информацию о характере взаимодействия и состоянии адсорбционных комплексов, весьма важную для теоретического исследования. Модели отдельная молекула — поверхность или слабо взаимодействующие друг с другом молекулы — поверхность для молекулярно-статистической обработки во многом проще многих моделей конденсированных объемных систем. Наряду с растущим значением для теории молекулярных взаимодействий адсорбционные системы приобретают все большее практическое значение. [c.11] Развитие этих важных областей науки и техники требует их научного обоснования на молекулярном уровне. Вопросы взаимодействий стали одними из важнейших и в области молекулярной биологии. Таким образом, изучение и использование молекулярных взаимодействий в современном естествознании становится одной из важнейших проблем. Значение этих взаимодействий во многих областях науки и техники не уступает значению химических взаимодействий. [c.12] Вследствие сложности общей проблемы взаимодействий до настоящего времени еще не создано законченной теории межмолекулярных взаимодействий. Несмотря на единство квантовомеханической природы взаимодействий, потенциал взаимодействия обычно приближенно представляется в виде суммы вкладов взаимодействий различных типов, трактуемых как независимые. Это, во-первых, неспецифические молекулярные ван-дер-ваальсовы взаимодействия, в основном дисперсионные. Во-вторых, это специфические взаимодействия, в основном зависящие от локального распределения электронной плотности в молекуле, наличия я-связей, свободных электронных пар. Все это еще молекулярные взаимодействия, при которых полностью или в значительной степени сохраняется химическая индивидуальность взаимодействующих партнеров (сюда относятся сильные электростатические взаимодействия диполей и квадруполей с ионами и другими диполями, водородная связь и другие слабые взаимодействия до-норно-акцепторного типа). В-третьих, это отталкивательные взаимодействия, уравновешивающие молекулярное притяжение на коротких расстояниях. В-четвертых, это различные химические взаимодействия, в частности сильное донорно-акцепторное взаимодействие с полным переносом заряда и взаимодействия с образованием прочных ковалентных связей, когда химическая индивидуальность партнеров теряется. [c.12] Экспериментальное исследование процессов и результатов взаимодействий молекул с поверхностью твердого тела вплоть до последнего времени производилось, в основном, адсорбционными методами, т. е. путем измерения кинетических и равновесных изотерм адсорбции, в более редких случаях — теплот адсорбции и еще реже — теплоемкостей адсорбционных систем. В последнее время к этим методам добавились хроматографические методы [1]. С помощью этих методов накоплен большой материал по исследованию адсорбционных равновесий и кинетики адсорбции, в особенности на активированных углях, сажах, аэросилах, силикагелях, алюмогелях, алюмосиликагелях н цеолитах. [c.12] Вернуться к основной статье