Хемосорбция методы исследования

Здесь нами было дано лишь краткое изложение основных положений применяемого квантово-механического метода для изучения хемосорбции и поверхностных состояний, а также в самом сжатом виде сообщено о важнейших качественных результатах, достигнутых при помощи этого метода. Само собой разумеется, что для успешного решения проблем в области теории хемосорбции необходимо, кроме дальнейшего квантово-механического изучения поверхностных явлений, разрабатывать также феноменологическую, статистическую теорию этих явлений и прежде всего добиться объединения обоих методов исследования. [c.36]

Большую роль для изучения хемосорбции, скоростей и механизма гетерогенных реакций сыграла разработка методов измерения [34] величины удельной поверхности катализаторов, размера и пористости частиц . В дополнение к этому были найдены методы исследования атомной геометрии поверхности и распределения молекул промотора в объеме и на поверхности катализатора. Целесообразно кратко описать здесь некоторые из этих методов характеристики катализаторов некоторые приложения этих методов упоминаются в последующем изложении. [c.165]

В последние годы все более широко используются каталитические методы очистки промышленных газов, поэтому большинство исследований посвящено созданию новых и усовершенствованию уже существующих катализаторов. Предвидение каталитического действия имеет такой же смыс.ч, что и предсказание скорости химических реакций, но более сложно из-за участия в процессах дополнительного компонента — катализатора. Поэтому приемы подбора катализаторов весьма разнообразны и основаны на эмпирических или полу-эмпирических методах [149—151] с использованием экспериментальных данных о взаимодействии реагирующих веществ с катализатором (энергия и энтропия хемосорбции, состав и строение продуктов поверхностного взаимодействия, полярность образующихся связей и т. д.). Перспективность этого пути обусловлена прогрессом в области физических методов исследования хемосорбции и катализа. [c.97]

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]

Другим методом исследования хемосорбции является магнитный метод, развитый в лаборатории автора. Этот метод дает непосредственные сведения о числе неспаренных -электронов адсорбента и отсюда — сведения о природе обмена электронами в связях адсорбент — адсорбат. Таким образом, эти два метода дополняют друг друга их одновременное использование должно привести к существенному сдвигу в изучении химической адсорбции. [c.9]

Для оценки хемосорбции ингибиторов могут быть использованы также ядерно-физические методы исследований полупроводниковая Ge (Li)-спектрометрия, избирательная v-радиометрия, мессбауэровская спектрометрия, ядерный микроанализ и использование рассеивания заряженных частиц. [c.97]

Основные научные работы посвящены магнетохимии. Разрабатывал (с 1940-х) магнитные методы исследования химической связи. Применив их к изучению структуры и реакционной способности твердого тела, нашел пути определения валентного состояния металлов в окислах, степени дисперсности металлических и окисных катализаторов и распределения их зерен на носителях. Показал (1955— 1956), что непосредственным измерением удельной намагниченности можно устанавливать механизм хемосорбции, каталитического акта и изменений, происходящих в работающем катализаторе. [c.454]

Быстро расширяются возможности и других физических методов исследования катализа, уже получивших широкое распространение. К их числу надо отнести измерение электрических свойств катализаторов в процессе хемосорбции и катализа (электропроводность, работа выхода, электрический потенциал поверхности), использование изотопов как в качестве меченых атомов, так и для определения молекулярности каталитических реакций и строения активных комплексов путем измерения кинетических изо- [c.13]

Следует подчеркнуть, что газохроматографический метод исследования хемосорбции предъявляет особо жесткие требования к природе и чистоте газа-носителя. Хроматографические методы могут заменить статические высоковакуумные только в тех случаях, когда наличие газа-носителя не оказывает существенного влияния на хемосорбционные процессы. При исследовании технических контактов таким влиянием газа-носителя в ряде случаев можно пренебречь. [c.145]

Существует два основных подхода к конструированию трубки для каталитических исследований полное погружение запаянного проектора в жидкий гелий или водород, описанное Гомером [19 . и непрерывная откачка трубки, примененной впервые Мюллером для исследования ионной эмиссии и приспособленной позднее Эрлихом [9] для изучения хемосорбции методом эмиссии электронов. [c.184]

Для изучения природы активных центров и образующихся при хемосорбции аддуктов широко используют спектральные методы. Кроме ИК- и УФ-спектроскопии применяют электронный парамагнитный резонанс, дифракцию медленных электронов, фотоэлектронную спектроскопию и другие методы. С помощью этих методов исследования постепенно достигается лучшее понимание природы элементарных актов на поверхности катализатора и механизма реакций в целом, хотя в этом отнощении гетерогенный катализ еще сильно отстает от гомогенного. Рассмотрим механизмы хемосорбции и активирования некоторых реагентов на поверхности переходных металлов и их оксидов. [c.283]

Предвидение каталитического действия имеет такой же смысл, что и предсказание скорости химических реакций, но более сложно из-за участия в процессах дополнительного компонента — катализатора. Поэтому приемы подбора катализаторов весьма разнообразны и основаны на эмпирических или полуэмпирических методах - с использованием экспериментальных данных о взаимодействии реагирующих веществ с катализатором (энергия и энтропия хемосорбции, состав и строение продуктов поверхностного взаимодействия, полярность образующихся связей и т. д.). Перспективность этого пути обусловлена прогрессом в области физических методов исследования хемосорбции и катализа. [c.47]

Этот раздел статьи будет менее систематичен и обоснован, чем предыдущие, так как до недавнего времени кибернетическим функциям катализаторов не уделялось должного внимания и отсутствовали прямые методы исследования механизма сложного катализа. Из-за этого в посвященных ему экспериментальных и теоретических работах имеется множество пробелов и противоречий, которые приходится заполнять догадками и рабочими гипотезами. Гетерогенный катализ теснейшим образом связан с хемосорбцией, определенные формы которой являются первоначальными стадиями каталитических процессов. Поэтому существенно попытаться представить себе место хемосорбции в сложном катализе и возможные формы ее участия в выполнении катализаторами их кибернетических функций. Но для этого необходимо предварительно рассмотреть некоторые свойства хемосорбции и ее отличия от физической адсорбции. [c.11]

VI. СОВРЕМЕННЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ХЕМОСОРБЦИИ И КАТАЛИЗА [c.277]

VI. Современные физико-химические и физические методы исследования хемосорбции и катализа [c.345]

II. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ХЕМОСОРБЦИИ [c.81]

Для более полного истолкования особенностей адсорбции органических веществ в области анодных потенциалов необходимо дальнейшее накопление экспериментального материала с использованием комплекса физико-химических и физических методов. Исследования должны быть направлены на более глубокое выяснение кинетики хемосорбции и электроокнсления хемосорбированных частиц, природы неоднородности поверхности, установление структуры хемосорбционного комплекса и ее зависимости от по-тенциалл и адсорбции атомов и ионов на поверхности. [c.123]

Ценные сведения о молекулярных механизмах хемосорбции дают такие физические методы исследования, как электродная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА), ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФС) и десорбция под действием электронов (ДДЭ) [1]. Приведенный на рис. ХУ-2 спектр ЭСХА для окиси углерода, хемосорбиров1ан ной а вольфраме, ясно показывает, наиример, существование двух типов хемосорбированных молекул, обозначаемых как а-СО и р-СО. Наконец, для определения микропримесей используют электрон ный парамагнитный резонаис 7]. [c.509]

Раскрытие общих закономерностей требует, наряду с накопление.м данных о зависимости удельной каталитической активности металлов от их положения в периодической системе, всестороннего экспериментального изучеиия хемосорбции на металлах с использованием всего набора физических методов исследования, а также развития более строгого теоретического анализа связи хемосорбционных свойств металлов, особенно переходных, с их электронной структурой. [c.139]

Неаналитическая газовая хроматография включает методы изучения термодинамики абсорбции и адсорбции, определения диффузионных характеристик газов и жидкостей, а также методы изучения процессов хемосорбции и катализа и ряд других применений. В настоящее время упомянутые направления бурно развиваются главным образом благодаря работам Е. Глюкауфа, А. А. Жуховицкого, А. В. Киселева, С. 3. Рогинского,Т. Шая, Э. Кремер, Дж. Гиддинг-са, Р. Кобаяши, Д. Эверетта, П. Эберли и их сотрудников. Эти материалы содержатся в большом числе оригинальных публикаций. Глубокому обобщению были подвергнуты лишь данные по хроматографическому изучению термодинамики адсорбции (А. В. Киселев, Я. И. Яшин. Газо-адсорбционная хроматография ) и исследованию кинетики каталитических реакций (обзоры М. И. Яновского и Д. А. Вяхирева с сотр.). В связи с этим в настоящей книге основное внимание уделено хроматографическим методам исследования термодинамики растворов и изучения структуры и свойств катализаторов, а также освещены вопросы хроматографического определения коэффициентов диффузии, молекулярных масс и т. д. [c.3]

Широкие возможности в изучении электронной структуры катализаторов и влияния на нее взаимодействия с реакционной системой открывают магнитные методы исследований. Измерения магнитной восприимчивости позволили Селвуду, Тшебятовскому, Рубинштейну с сотрудниками получить интересные сведения о валентном состоянии активных компонентов катализаторов, характере их распределения на поверхности носителя, десперсности ферромагнитных катализаторов и особенно механизме хемосорбции на дисперсных металлах. [c.11]

Число известных в настоящее время структур и химических форм, образующихся при хемосорбции на поверхности твердых тел, довольно значительно. Этому мы обязаны в основном применению к изучению двумерных поверхностныхсоединенийдифракции медленных электронов, спектроскопии в видимой и инфракрасной части спектра, электронного парамагнитного резонанса и других современных методов исследования. Часть одних обнаруженных форм имеет близкие аналоги среди неорганических и органических молекул и кристаллов, часть — таких аналогов не имеет. В табл. 1.4 приведены некоторые из этих форм, представляющие интерес для катализа. [c.53]

В работе [47] для определения кислых мест на поверхности катализаторов была использована хемосорбция аммиака. Исследование проводили фронтальным методом, который позволил определить не только общее число кислых мест, но осуществить разграничение между обратимой и необратимой адсорбцией. Схема типичной кривой, получаемой в этом случае, представлена на рис. 111.45. Общее количество кислых мест пропорционально, очевидно, 11лощ 1щАА В ВА. Количество центров, обратимо поглотивших КНд, пропорционально площади В СО. Разность заштрихованных площадей пропорциональна количеству хемосорбированного N 3. В работе [47] была определена кислотность ряда катализаторов и сделано сравнение с методом дифференциального индикаторного титрования. По характеру изменения количества хемосорбции с температурой можно было судить о силе кислых мест на поверхности катализатора. [c.147]

Несомненно, одной из важнейших причин явилось широкое применение физических методов исследования поверхностных структур (УФ- и ИК-спектроскопия, ЭПР, ЯМР, фото- и рентгеноэлектронная спектроскопия, эффект Мёссбаузра и т.д.) и связанная с этим задача структурной химической интерпретации результатов экспериментальных исследований. Уже сейчас значение прямых квантовохимических расчетов при решении этой задачи трудно переоценить, в перспективе их роль только возрастет. В качестве иллюстрации авторам проще всего сослаться на магнитно-резонансные исследования (ЭПР, ЯМР) адсорбированных свободных радикалов, различного рода поверхностных парамагнитных дефектов и хемосорбции молекул на парамагнит- [c.260]

При помощи инфракрасной спектроскопии был исследован целый ряд проблем, связанных с природой адсорбционных процессов. Этот метод нащел весьма щирокое применение при изучении хемосорбции на металлах, нанесенных на подложку. Спектры физически адсорбированных молекул дали важные сведения о взаимодействии этих молекул с поверхностью адсорбента. Развитие техники эксперимента достигло той ступени, когда стало очевидным, что метод исследования инфракрасных спектров применим практически ко всем видам образцов, представляющих интерес для каталитиков. Метод исследования инфракрасных спектров не только пригоден для изучения хемо-сорбции и физической адсорбции он позволяет уточнить смысл этих терминов. [c.9]

Наибольший интерес среди этих новейших исследований пре.чставляет разработка метода исследования механизма хемосорбции в самых разнообразных условиях вплоть до изучения работающих катализаторов. Магнитный метод можно применять для измерения члектронной плотности работающих катализаторов, а также для определения направления перехода электронов от адсорбированной молекулы к частице металла. Было показано, например, что в то время как обычно водород адсорбируется на никеле при переходе электрона к металлу, на очень малых частицах никеля адсорбция, возможно, представляет процесс образования гидридного иона. Эти исследования могут быть проведены методом индукции в стандартной адсорбционной установке при незначительных затратах на ее оборудование для измерения удельной намагниченности. [c.112]

Подробное исследование влияния давления и температуры на скорость хемосорбции в пределах одной химической системы дает возможность решить одним из самых ценных методов исследования общую проблему взаимодействия газ — твердое тело. В этой связи изучение хемосорбц ии кислорода на слое закиси меди, находящейся на меди, открывает особые преимущества. Можно использовать широкий диапазон давлений и температур, процесс хемосорбции можно изучить в непосредственной связи с механизмом окисления меди, и, наконец, результаты уже предпринятых исследований адсорбционной калориметрии, полупроводниковых свойств и изотопного обмена намечают основные контуры, в пределах которых можно интерпретировать кинетику. [c.498]

Объем и надежность фактических данных по хемосорбции определяется в первую очередь спецификой и чувствительностью используемых методов исследования и притом главным образом новых физических методов. К сожалению, каждый из них дает представление только об одной или немногих особенностях хемосорбционных соединений. Так, например, дифракция медленных электронов дает прямые сведения о структуре поверхностного слоя оголенных массивных твердых тел (преимущественно монокристаллов), о расположении на поверхности и о кристаллохимии атомов и небольших прочных молекул (при заполнениях до 0 = 1). Электронные проекторы позволяют измерять работы выхода электронов из отдельных граней, последовательность их заполнения газом, знаки и величины заряда хемосорбированных частиц по их влиянию на работу выхода. Данные оза-ряженности хемосорбированных частиц дает также измерение контактных разностей потенциалов. Инфракрасные спектры позволяют обнаруживать некоторые характерные группы поверхности твердого тела (например, ОН-группы) и присутствие отдельных групп и типов химических связей в хемосорбционном слое. Электронный парамагнитный резонанс используется для обнаружения в твердом теле и на его поверхности (в том числе в двумерных хемосорбционных соединениях) радикальных форм с неспаренными электронами, для изучения степени локализации и окружения этих электронов . [c.15]

Метод спектроскопии ионной нейтрализации, разработанный Хагструмом [12], является ветвью оже-спектроскопии. В СИН исследуемое вещество бомбардируют вместо электронов или фотонов моно-энергетическими ионами благородных газов. Ионы нейтрализуются, захватывая электроны с поверхностного слоя, а высвобождаемая при этом энергия оказывается достаточной для выброса оже-электрона. Спектроскопию ионной нейтрализации, по-видимому, можно считать истинно поверхностным методом исследования [7, 15]. Она использовалась для очистки металлических поверхностей с целью изучения зонной структуры [13] и поведения молекулярных орбиталей в процессе хемосорбции [14, 15]. [c.168]

Доуден и Уэллс впервые выдвинули представление о хемосорбции как образовании комплекса между координирующим атомом поверхности и адсорбатом в качестве лиганда. Соответственно в реакциях, лимитируемых стадиями адсорбции или десорбции, в результате энергии стабилизации кристаллическим полем следует ожидать минимума скоростей реакций для ионов с (1°, и оболочками в слабом поле и с и оболочками в сильном поле. Максимальной активностью должны обладать ионы с и а — оболочками в слабом поле. Действительно, двухпиковая активность наблюдалась для ряда реакций (Нг — Ог обмен, диспропорциони-рование циклогексена, дегидрирование пропана и др.) для СггОз, С03О4 и N 0. Однако такая зависимость отнюдь не универсальна, и одной из причин этого является непригодность схемы двухпиковой активности для хемосорбции через стадию образования л-комплекса. Киселев и Крылов [38] тоже трактуют акт адсорбции как процесс поверхностного комплексообразования, создания до-норно-акцепторной связи затягиванием неподеленной пары электронов адсорбата-лиганда па внутренние орбитали атома решетки, являющегося центром адсорбции и играющего роль ядра комплекса. Крылов, основываясь на данных современных физических методов исследования твердой поверхности при адсорбции и каталитических реакциях, приходит к заключению об идентичности в ряде случаев структуры промежуточных комплексов в гетерогенном и гомогенном катализе, протекающем на одних и тех же ионах переходных металлов. Это подтверждает роль координационного взаимодействия как одного из механизмов гетерогенного катализа. Квантово-химическое обоснование такого механизма дано в работе [10]. [c.35]

Одним из побочных результатов участия химиков в изыскании новых полупроводников и в работах по их практическому применению является проникновение в химию твердого тела и в химию больших молекул новых идей и новых методов исследования. В общем виде это влияние на развитие кинетики было рассмотрено нами в статье, опубликованной в конце прошлого года [1]. Эти новые идеи имеют прямое отношение и к тематике совеп(ания, так как они дают новый подход к кинетике образования и уничтожения поверхностных слоев, к хемосорбции, к синтезу полупроводниковых соединений и к ряду других вопросов, специфических для химии полупроводников, в настоящем докладе в этом плане я останавливаюсь на роли дефектов кристаллической структуры и микропримесей в химических реакциях полупроводников. В соответствии с программой совещания значительное внимание будет уделено процессам, происходящим или начинающимся на поверхности. [c.5]

Окисление олефинов на окисных катализаторах изучали многие исследот ватели [1] ввиду большой практической важности этого процесса. В ряде работ [2] механизм окислительных реакций изучали с помощью метода меченых атомов. Что же касается хемосорбции олефинов, исследование этого вопроса на широком круге окислов не проводилось. [c.403]

Осн. работы посвя1цеиы коррозии металлов, разработке и применению электрохимических методов исследования металлов, металлоок-сидов и интерметаллических соед., поверхностных соед., образующихся в результате хемосорбции. Иностранный чл. АН СССР (с 1058). [c.439]

В данном сборнике не все современные методы исследования достаточно представлены. В частности, полностью отсутствуют работы с ионными проекторадш, нет работ с применением диффракции медленных электронов. Одной-единственной работой представлены термохимия хемосорбции и изучение хемосорбции в электронных проекторах. [c.9]

ИК-спектроскопия, наряду с другими методами оптической и радиоспектроскопии, получает в настоящее время все более широкое распространение в исследованиях поверхности катализаторов, хемосорбции и гетерогенных каталитических реакций. Основным достоинством этого метода, которое впервые было продемонстрировано в работах А. Н. Те-ренина с сотрудниками [1], является возможность непосредственно на поверхности катализатора детально исследовать структуру хемосорбированных соединений. В тех случаях, когда на поверхности одновременно образуется несколько различных форм соединений, ИК-спектроскопия позволяет оценивать количество и изучать поведение отдельно каждой из этих форм. Успехи ИК-снектроскопии, как метода исследования структуры и взаимодействия молекул, определяются высокой чувствительностью внутримолекулярных колебаний к изменениям электронной оболочки молекулы и возможностью связать эти изменения с отдельными структурными элементами молекулы. Несомненно, однако, что применение ИК-спектроскопии к изучению адсорбированного состояния молекул сопряжено с определенными трудностями, которые в некоторой степени ограничивают возможности метода. Эти ограничения связаны, прежде всего, с необходимостью получения спектра адсорбированных молекул на фоне сильного поглощения и рассеяния света самим адсорбентом. Следствием этого является относительно низкая концентрационная чувствительность ИК-спектроскопии, не позвЬляющая, как правило, изучать хемосорбцию нри очень низких заполнениях поверхности. Отметим, однако, что покрытие поверхности, необходимое для получения спектра адсорбированных молекул, сильно зависит от исследуемой системы адсорбент — адсорбат. В благоприятных случаях ИК-спектр может быть получен при весьма низких покрытиях, составляющих 0,1—0,01% [2, 3]. В этой связи хотелось бы указать, в частности, на опубликованные недавно работы по изучению методом ИК-спектров адсорбции молекулярного азота на никеле и некоторых других металлах [4], на которых сам факт адсорбции азота при комнатной температуре не был ранее однозначно установлен другими методами. [c.32]

Использование электрохимических методов исследования хемосорбции различных веществ на поверхности металлических электродов связано с некоторыми особенностями, вызванными тем, что Х0х осорбция может быть изучена только для ограниченного количества систем и только в присутствии растворителя, который существенно может влиять на хемосорбцию исследуемого вещества. Кроме того, в электрохимических исследованиях речь идет о хемосорбции на такой поверхности, на которой из-за наличия двойного электрического слоя сосредоточено электростатическое поле значительной напряженности. Полученные экспериментальные ререзультаты не могут быть непосредственно распространены на другие случаи хемосорбции, например из газовой фазы. Тем не менее при использовании электрохимических методов часто получаются данные, представляющие и более общий интерес. [c.106]

В области катализа за последнее десятилетие получили мощное развитие новые экспериментальные методы исследования хемосорбции и кинетики взаимодействия адсорбат — адсорбент. Применение этих ме-методов преследует цель получить информацию об энергии взаимодействия, о составе и строении поверхностных соединений, а также об их роли в процессах катализа. В лаборатории исследования катализаторов ИОХ АН СССР в течение последних лет разрабатываются вопросы комплексного исследования хемосорбции, в основном термодесорбционными и спект-роскопическими методами. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология