Строение поверхности

Рис. XVI, 3. Схема строения поверхности базисной грани графита

Для явлений хемосорбции и катализа интерес представляет не вся поверхность, а лишь ее полезная часть , на которой и протекает активированная адсорбция, причем интенсивность последней топографически и энергетически неравноценна. Степень ненасыщенности атома в поверхностном слое зависит от его положения в кристаллической решетке. Если атом находится в ее плоской части, он ненасыщен только в направлении, перпендикулярном к поверхности. Если же атом находится на ребре, в углу кристалла или иа участке с малым радиусом кривизны, он значительно менее связан с поверхностью и, наоборот, будет обладать большей ненасыщенностью, а отсюда большей способностью к адсорбции. Г. Тейлор (1926 г.) дает следующую условную схему строения поверхности восстановленного никеля [c.109]

В результате изменения значений параметров реакционной смеси нестационарными могут оказаться концентрации промежуточных образований каталитического цикла и состояния приповерхностного слоя катализатора, вызывающие изменения констант скорости элементарных стадий. Поверхностные концентрации изменяются по мере протекания каталитического процесса, т. е. со скоростью, близкой по порядку к скорости реакции. Для достаточно быстрых реакций, представляющих практический интерес, масштаб времени изменения поверхностных концентраций М/ лежит большей частью в интервале 10 —10 с. При изменении свойств катализатора, связанных с изменением строения поверхности и состава приповерхностного слоя, приближение к стационарному состоянию обычно включает стадии, отличные от стадий каталитической реакции. Поэтому в большинстве случаев приближение к стационарному состоянию осуществляется намного медленнее протекания каталитической реакции. В дальнейшем через М, будем обозначать характерное время установления свойств катализатора. Величину масштаба времени нестационарного процесса на поверхности катализатора М можно количественно оценить, например, таким выражением [c.16]

При изменении свойств катализатора, связанных с изменением строения поверхности и состава приповерхностного слоя, приближение к стационарному состоянию обычно включает стадии, отличные от стадий каталитической реакции. Поэтому в большинстве случаев приближение к стационарному состоянию осуществляется медленнее протекания каталитической реакции. [c.17]

Западания углубления между валиками и чешуйчатое строение поверхности шва [c.489]

Рассмотрим строение поверхности адсорбционного катализатора, когда на поверхность носителя нанесено небольшое количество металла (например, платина на силикагеле) (рис. 111, а). Согласно современным взглядам твердое кристаллическое тело (носитель) состоит из большого числа микроскопических участков — блоков или областей миграции, разделенных геометрическими и энергетическими барьерами. При нанесении на носитель небольшого числа атомов металла на каждую такую область миграции попадет несколько атомов металла. Под влиянием теплового движения атомы металла могут перемещаться внутри этих областей миграции, но переход из одной области миграции в другую затруднен наличием между ними геометрических (рис. 111,6) и энергетических (рис. 111, ) барьеров. Несколько атомов металла-катализатора внутри области миграции называются ансамблем. В разных областях миграции может находиться разное число атомов металла. Но каталитическое действие проявляют только ансамбли с определенным числом атомов металла внутри области миграции. Такие ансамбли получили название [c.449]

При гетерогенном катализе реакция происходит на поверхности раздела фаз, причем решающую роль играет строение поверхности твердого вещества-катализатора. В первую очередь она должна быть большой, чтобы обеспечивать достаточную величину реакционной зоны. Поэтому твердый катализатор стремятся приготовить как можно в более раздробленном состоянии. В то же время использование пылевидного материала непригодно по технологическим соображениям. И в качестве катализаторов применяются или высокопористые вещества (например, активированный уголь — уголь, приготовленный путем пиролиза из природного угля или чаще древесины, кости, так, что в нем сохраняется жесткий углеродный скелет, пронизанный большим числом пор силикагель — диоксид кремния, изготовленный осторожным обезвоживанием кремниевой кислоты, так что в нем сохраняется кремнекислородный скелет так называемый никель Ренея, получаемый обработкой щелочью никельалюмипиевого сплава, при которой растворяется алюминий и остается компактный, но содержащий большой объем пор никель, и т. д.), или вещества, нанесенные на высокопористые носители (медь на угле, палладий на асбесте и др.). [c.220]

Основные положения гетерогенного катализа—ненасыщенность и неравноценность поверхностей—оказались недостаточными для понимания сути каталитических процессов, протекающих на поверхностях, и для избирательности катализаторов. Исследование поверхностей и их строения привело к мысли о существовании соответствия между строением реагирующих молекул и строением поверхности, что получило название геометрического фактора, или геометрического соответствия. При одноточечной адсорбции силы, деформирующие молекулы, слабы, и геометрический фактор роли не играет. [c.137]

Особенности строения поверхности [c.331]

Зеркальный электронный микроскоп. Изображение в микроскопе создается зеркалом , состоящим из анода, иммерсионной линзы и объекта (под потенциалом катода). Пучок электронов, идущий от анода, рассеивается поверхностью зеркала в зависимости от отражательной способности разных ее участков. Рассеивание электронов происходит вблизи поверхности образца, несущей контактную разность потенциалов. Контактные разности потенциалов обусловлены неоднородностью состава и рельефа образца,, поэтому видимое изображение на экране картины рассеянных электронов отображает строение поверхности. Разрешение зеркального микроскопа является функцией напряжения поля у поверхности образца и составляет около 100 нм. Так, зеркальный микроскоп JEM-M1 (Япония) имеет разрешение 100 нм при увеличении 1000. Микро- [c.155]

Определите pH раствора, при котором эмульсия становится неустойчивой. С точки зрения представлений о строении поверхности частицы эмульсии объясните повышение ее устойчивости при действии гидроксид-ионов. [c.433]

Исходя из химического строения поверхности силикагеля его взаимодействие с УОСЬ можно представить следующими схемами [c.82]

При изучении разнообразных коллоидно-химических объектов широко используют методы сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Отметим перспективную методику приготовления реплик быстро замороженных образцов золей, позволяющую фиксировать во вра ени изучаемую картину. В исследованиях строения поверхности эффективно применяют такие современные физические методы, как Оже-спектроскопию, дифракцию медленных электронов, масс-спектрометрию вторичных ионов и др. [c.208]

Активность единицы массы катализатора (1 г) определяется строением поверхности, размерами пор и другими физическими факторами. В настоящее время возможно приготовление катализаторов с заданным размером пор (металлокерамика, цеолиты и др.). В этом отношении многое делалось П.. 4. Ребиндером и его школой. Состав поверхностного слоя катализатора очень часто отличается от состава объемной фазы. [c.7]

Противоположная точка зрения, требовавшая обязательного образования при катализе промежуточных соединений с катализатором (теория промежуточных соединений), игнорировала твердо установленное влияние физического строения поверхности катализатора на скорость каталитической реакции. [c.70]

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И СТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ФАЗ В ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ [c.14]

Как видно ИЗ [рис. 1—3 при таком подходе величина а оказывается зависящей от положения мысленной разделяющей поверхности. Между тем поверхностное натяжение — непосредственно экспериментально определяемая величина — не может зависеть от способа рассмотрения строения поверхности. Это противоречие связано с тем, что проведенное выше простейшее рассмотрение не является общим выражение (I—4) отвечает величине а только при одном положении разделяющей поверхности (для так называемой эквимолекулярной поверхности, см. 1 гл. II). [c.18]

Важные сведения о химическом строении поверхности и состоянии адсорбированных молекул дает исследование электронных и колебательных спектров. А. Н. Теренин показал, что валентные колебания в гидроксильных группах поверхности кремнезема отчетливо проявляются в инфракрасном спектре в виде узкой полосы 3750 см , если это свободные гидроксильные группы (рис. XVIII, 10а). Эти колебания проявляются в виде размытой полосы, смещенной в более длинноволновую область (в сторону меньших частот), если гидроксильные группы поверхности связаны между собой взаимными водородными связями (рис. XVIII, 10,6). Эти исследования в сочетании с исследованиями дейтерообмена между поверхностью адсорбента и тяжелой водой позволяют легко мсследовать степень и характер гидратации поверхности (гидроксильные группы поверхности 51—ОН легко переходят в 5]—00) и объема кремнезема. [c.504]

Дальнейшее развитие учения о катализе шло как по пути накопления экспериментальных данных, разработки способов приготовления активных катализаторов, открытия и изучения новых каталитических процессов, внедрения катализа в химическую промышленность, так и по пути развития теории гетерогенного катализа. Однако успехи теоретиков были значительно более скромными, чем успехи экспериментаторов. И это не случайно. Хотя принципиальной разницы между каталитическими и некаталитическими процессами нет, и те и другие подчиняются основным законам химической кинетики, в обоих случаях система реагирующих веществ проходит через некоторое особое, обладающее повышенной энергией активное состояние, в гетерогенных каталитических реакциях наблюдаются специфические особенности. Прежде всего появляется твердое тело, от свойств и состояния которого существенно зависят все явления в целом. Поэтому не случайно, что успехи теории гетерогенного катализа неразрывно связаны с развитием теории твердого тела. Поскольку процесс идет иа поверхности, знание строения поверхности катализатора оказывается решающим для развития теории катализа. Отсюда вытекает тесна я связь развития теории катализа с развитием экспериментального и теоретического изучения адсорбционных явлений. Сложность кетероген-ных процессов, присущие им специфические черты, приводят к тому, что теоретические исследования в этой области не завершилась еще построением теоретических концепций, на базе которых можно было бы обобщить имеющийся фактический ма-териал. Пока можно только говорить о наличии нескольких теорий, в первом приближении обобщающих те или иные экс- периментальные данные. [c.294]

Эти эффекты можно объяснить, исходя из блочного строения поверхности носителя. Дефекты поверхности ограничивают поверхностную подвижность нанесенных атомов, которые локализуются в поверхностных блоках — областях свободной миграции (по Н. И. Кобозеву). В результате при иовышенин температуры на поверхности носителя образуются геометрические [c.351]

П, Д. Данков применил более тонкий электронографический метод исследования. Благодаря тому, что электроны не проникают внутрь металла, а рассеиваются поверхностными слоями, этот метод позволяет получить представление о состоянии поверхностного слоя. Электронограммы показали явное различие между строением поверхностей активного и пассивного металлов. В частности, было установлено, что при пассивировании йикеля на нем образуется NiO, железа-у-РеаОз, алюминия — AI2O3. Толщина окисных слоев составляет всего несколько десятков ангстрем. [c.636]

Рассмотраю два типа несовершенств строения поверхности углеродных волокнистых матфиалов и показано, что энергия активации окисления участков поверхности волокон, отнесенных ко второму типу несовершенств строения поверхности волокна близка к энергии активации окисления чистого графита. [c.115]

Исследован механизм изнашивания углеродных материалов на основе графита и политетрафторэтилена при трении без смазки по модифиш<рованным металлическим поверхностям. Углеродные материалы были разработаны на полимер - олигомерных матрицах и содержали армирующие компоненты и смазки. Для модифицирования поверхностей трения применяли механические, химические и физико-химические методы создания заданных параметров микрорельефа и поверхностной активности. Триботехнические исследования проводили на машине трения типа УМТ по схеме вал-частичный вкладыш при нагрузке до Ю МПа и скорости скольжения до I м/с. Анализ фазового состава и строения поверхностей трения осуществляли методами растровой электронной и атомной силовой микроскопии. Газоабразивная обработка поверхностей трения приводит к формированию специфического рельефа с высотой микронеровиости 1-3 мкм. Химическое фосфатирование образцов из стали 45 образует мелкозернистую пленку фосфатов марганца и железа с размерами единичных фрагментов до 10 мкм. Обработка поверхности трения разбавленными растворами фторсодержащих олигомеров с формулой Rf-R , где Rf. фторсодержащий радикал, Rj - концевая фуппа( -ОН, -NH2, -СООН) вызывает заполнение микронеровностей рельефа и выглаживания поверхностей. [c.199]

Наряду с прочностью связи в твердых соединениях большую роль в процессе протекания твердофазных химических реакций играют кристаллическая структура и строение поверхности реагирующих веществ, а также соответствующие дефекты строения этих веществ. В некоторых реакциях этот эффект настолько усиливается, что направление реакции начинает меняться в зависимости от участков кристаллической структуры. Такие реакции называют топохимилескими. При кинетических исследованиях газофазных реакций на медном монокристалле было, например, установлено, что различные кристаллические плоскости имеют разную каталитическую активность и избирательность, что может служить методом избирательного получения продуктов реакции. [c.439]

Относительно малая активность углерода и кремния при обычной температуре — следствие их полимерного строения и большой энергии связи между атомами. Более высокая реак-ционноспоообность кремния, чем углерода, обусловлена устойчивостью образую-щихся соединений, а также другими причинами (размер частиц, строение поверхности, содержание примесей). При обычной температуре углерод и кремний не изменяются (не реагируют) на воздухе. При более высокой температуре образуются диоксиды. Вода при повышенной температуре восстанавливается ими до Нг [c.555]

Диффузия у поверхности реальных твердых тел зависит от ее шероховатости. Кроме внешней диффузш1, происходящей в прилегающем к твердому телу слое жидкости или газа, происходит внутренняя диффузия в порах поверхности. Характер внутренней диффузии зависит от количества, формы и размера пор. Для реакции, протекающей в диффузионной области, в зависимости от температуры, перемешивания и строения поверхности роль лимитирующей стадии может выполнять как внешняя, так и внутренняя диффузия. [c.323]

Другой причиной коррозии является неоднородное строение поверхности практически используемых металлов, что связано с присутствием примесей, неодинаковыми свойствами кристаллических граней находящихся на поверхности микрокристалликов металла и т. п. При наличии жидкостной электропроводящей пленки, играющей роль раствора электролита, образуется множество короткозамкнутых электрохимических элементов, полюсами которых являются небольщие участки поверхности, обладающие неодинаковыми свойствами. Например вкрапления железа, серебра или свинца в цинк выполняют роль положительных полюсов таких микроэлементов, а участки самого цинка служат отрицательными полюсами и подвергаются окислению. С этим согласуются экспериментальные факты, указывающие на боль-щую коррозионную устойчивость чистых металлов по сравнению с металлами, имеющими примеси. [c.337]

На рис. 18.5 приведена зависимость времен удерживания фрак ций полиоксиэтиленов от молекулярной массы на одинаковых по геометрии силикагелях с разным химическим строением поверхности— с гидроксилированной поверхностью и поверхностью с привитыми алкиламинными группами. Химическое модифицирование позволило наблюдать переход от преимущественно адсорбционной хроматографии на сильно адсорбирующем полиоксиэтилены силикагеле с гидроксилированной поверхностью (рост удерживания с ростом молекулярной массы — кривая 1) к преимущественно ситовой хроматографии на образце со значительно слабее адсорбирующей поверхностью, модифицированной прививкой алкиламин-ных групп (уменьшение удерживания с ростом молекулярной массы— кривая 2). Из рисунка видно, что в данном случае переход к ситовой хроматографии полимеров значительно сокращает время анализа и меняет порядок выхода фракций полимера в зависимости от их молекулярной массы по сравнению с адсорбционной хроматографией. [c.338]

Изучение реакционной способности поверхности твердых веществ и путей ее целенаправленного изменения открывает большие возможности для создания новых материалов с заданными свойствами. Каталитические и сорбционные свойства, проявляемые твердым веществом, определяются химическим составом и строением поверхности твердого вещества — его надрадикале и функциональных групп, причем внутренняя масса вещества определенным образом влияет на химическую природу и, следовательно, на активность поверхностных группировок. [c.199]

В гидрогелях поры между частицами заполнены интермицеллярной водой. Ее количество может изменяться в широких пределах. В процессе сушки объем гелей уменьшается и достигается окончательная пористая структура ксерогелей. Поверхность частиц гелей поликремниевой кислоты покрыта слоем гидроксильных групп, являющ,их-ся концевыми для внутричастичных полимерных силоксановых цепочек. Такое строение поверхностей гелей кремниевой кислоты способствует образованию водородных связей с водой, спиртами и карбоновыми кислотами. Это взаимодействие может возникать как при адсорбции паров веш,еств на ксерогелях, так и при пропитке их этими веш,ествами в жидком состоянии. [c.244]

Сказанное справедливо, если катализатор в результате реакции не изменяется. На самом деле при очень строгом рассмотрении, особенно в случае гетерогенного катализа, это не так. Катализатор меняется. Например, может измениться его дисперсность, что влечет за собой изменение энергетического состояния (см. 1 след, гл.) может измениться строение поверхности может, наконец, измениться его химический состав за счет поглощения нако-торых веществ из окружающей среды, что сопровождается отравлением или, реже, разработкой катализатора. Обычно вклад таких изменений в общую энергетику (термодинамику) химического процесса пренебрежимо мал, и его практически никогда не учитывают. Однако, как говорилось в 4 гл. 1, именно изменение катализатора могло бы лежать в основе предбиологической эволюции химической формы движения материи. [c.223]

Гидрирование непредельных связей осуществляется по дублетной схеме адсорбции. Раскрытие кратной углерод — углеродной связи при дублетной адсорбции может пройти или полностью, или только наметиться, что приводит к образованию промежуточного мультиплетного комплекса и рассматривается мультиплетной теорией. Скорость протекания этого процесса должна зависеть от пространственного соответствия между адсорбируемой молекулой и строением поверхности. [c.78]

Еще одна осообенность адсорбщ4И из растворов на поверхности твердых тел заключается в том, что заметную роль в адсорбционных и, в первую очередь, хемосорбционных процессах может играть неоднородность (мозаичность) строения поверхности и особенно различные дефекты структуры поверхности. Это имеет важное значение при хемосорбции на поверхности полярных тел неорганических ионов, создающих заряд поверхности (см. гл. VII). [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология