ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение метода монокристалла к изучению поверхностных реакВыращивание кристаллов из "Катализ новые физические методы исследования 1960" Метод исследования с применением монокристалла в.принципе является простым методом, который нашел широкое применение при изучении многих типов поверхностных реакций. Он состоит, по существу, в приготовлении образца металла в форме монокристалла подходящего размера с таким расчетом, чтобы индивидуальные грани можно было легко идентифицировать и изучить. Поверхность монокристалла полируется самым тщательным образом, обычно путем электролитической полировки, и с нее тщательно удаляются посторонние примеси, которые могут оказать влияние на активность поверхности. При этом оказывается возможным измерить скорости реакций на различных кристаллических гранях, а первоначальная высокая степень полировки позволяет наблюдать небольшие изменения в структуре поверхности, происходящие в ходе реакции. [c.81] В случае каталитических реакций, когда продукты реакции удаляются с поверхности, как при реакции водорода и кислорода на поверхности меди с образованием воды, на определенных гранях вследствие перегруппировки поверхностных атомов образуются аналогичные микрограни. Если такой кристалл исследовать в темной комнате при свете ручного электрического фонарика, то на поверхности сферы можно наблюдать узор ярких фигур и на основании симметрии таких фигур можно идентифицировать различные грани кристалла. Травление в жидкостях также приводит к образованию микрограней п сходных фигур отражения. Скорость образования пленок и микрограней, возникающих на различных гранях, зависит от металла, природы реагирующих газов и условий опыта. Эти поверхностные фигуры весьма специфичны и значительно видоизменяются при наличии примесей. В некоторых каталитических реакциях, например при разложении СО на никеле с образованием углерода, твердые продукты образуются на различных гранях с различными скоростями и можно увидеть интересные фигуры отложения этих продуктов. Обычно в предварительных опытах по изучению поверхностных процессов выгоднее применять сферические образцы с целью сравнить скорости реакций на различных гранях в одинаковых условиях опыта и затем выбрать наиболее интересные области для дальнейшего исследования. [c.83] Для описания различных поверхностных фигур, возникающих в ходе реакции, необходимо ввести определенную терминологию. В большинстве случаев поверхностные фигуры весьма сложны, и поэтому незначительные детали их формы не будут здесь рассматриваться. Однако они должны быть приняты во внимание в дальнейших исследованиях, В опытах со сферическими образцами термин область (111) означает такую область, в пределах которой активность и поверхностная структура постоянны при данных условиях опыта, причем конец оси [111] расположен в центре этой области размеры области изменяются в зависимости от реакции. Иногда она может состоять только из очень малой атомной плоскости на поверхности сферы, параллельной рассматриваемой грани, но часто бывает большой, достигая, например, 0,6 см в диаметре при диаметре сферы 1,5 см, и при этом включает многие грани, пересекающиеся со сферой вблизи грани (111). Размер области можно определить по фотографиям. Термин грань (111) используется для обозначения плоской грани, срезанной параллельно плоскости (111). Аналогичные выражения применяются и для других граней. Данная грань в ходе реакции может оставаться гладкой или на ней образуются микрограни, параллельные другим плоскостям. Так, микрограни (111) могут образоваться в области (100). [c.84] При исследованиях химии поверхности обычно мало внимания уделяется вопросу приготовления поверхности, а основные усилия направлены на детальное изучение скоростей реакций и других поверхностных свойств. Однако приготовление поверхности не менее важно, чем проведение измерений на ней, так как если поверхность загрязнена, деформирована или имеет неизвестную ориентацию кристаллов, то измерения на ней нецелесообразны. Ввиду того что обычно используемые металлы содержат мельчайшие беспорядочно расположенные кристаллики, данные измерений, проведенных на подобных образцах, представляют усредненные величины и мало что говорят об активности исследуемого типа структуры. Поэтому крайне важно, чтобы приготовление образцов катализатора проводилось с большой тщательностью, и это, как правило, требует большой затраты труда. [c.84] Вернуться к основной статье