Инфракрасная исследование поверхностей

Колебания атомов на поверхности твердого тела и колебания или вращения молекул или кластеров, адсорбированных на поверхности, могут изучаться методами инфракрасной спектроскопии. Применяются методы адсорбционной спектроскопии с применением стандартных приборов. Однако для исследований поверхности эффективно применяются методы отражательно-адсорбционной инфракрасной спектроскопии (ОАИКС), спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и спектроскопия характеристических потерь энергии электронов высокого разрешения (СХПЭЭВР). [c.87]

Для выявления роли примесных атомов бора на поверхности кремнезема в адсорбции проведено в одних и тех же условиях сравнительное исследование адсорбции метанола чистым аэро-силом, аэросилом с нанесенной окисью бора и пористым стеклом [59]. На рис. 76 приведены инфракрасные спектры поверхности чистого аэросила и аэросила, содержащего окись бора, прокаленных предварительно при 600° С на воздухе и откачанных при 400° С, а также спектры этих образцов после адсорбции и десорбции метанола в одинаковых условиях. В спектре аэросила, содержащего окись бора, в области валентных колебаний гидроксиль- [c.210]

К настоящему времени в основном уже завершен первый этап экспериментальных исследований поверхности твердых тел и адсорбции с применением инфракрасной спектроскопии и выяснены возможности этого метода. У же довольно четко определился круг вопросов и направлений в области химии поверхности, адсорбции и катализа, в которых применение спектральных методов дает наибольший эффект. Выяснилось, что сами спектральные методы и получаемые с их помощью результаты не могут заменить или уменьшить значение термодинамических методов изучения адсорбции и получаемых с их помощью данных. Однако спектральные данные служат весьма важным дополнением к результатам термодинамических исследований, позволяя углубить наши представления о химии поверхности и процессах адсорбции на молекулярном уровне. [c.434]

Р п с. 37. Инфракрасные спектры ацетилена, хемосорбированного на N1, до (а) и после (б) обработки Нг. Эйшенс Р. П., Плискин В. А., 1960), Катализ. Исследование поверхности катализатора, ИЛ, М., стр. 9. [c.151]

В различных методах изучения поверхности используется бомбардировка поверхностей светом (фотонами) или разного рода частицами, в том числе электронами, ионами, нейтральными атомами, нейтронами и атомами в электронно-возбужденных состояниях. Что же касается света, т.е. фотонов, то применяется весь диапазон — от рентгеновских лучей до инфракрасного излучения. Бомбардировку частицами осуществляют только в ультравысоком вакууме (10—10 ° мм рт. ст.). А фотоны, напротив, более эффективны при исследовании поверхности в контакте с газом под высоким давлением или с жидкостью, т.е. в условиях, когда действительно протекает катализ на поверхности. [c.236]

Освоение космического пространства выдвинуло ряд новых областей применения инфракрасной техники. Приборы ИК-техники начали применяться в космической навигации, для исследований поверхности и атмосферы Земли и других планет, для различных астрономических и астрофизических исследований, в системах космической связи. [c.256]

Третий том трудов акад. А. Н. Теренина посвящен основным исследованиям поверхности твердого тела и процессам адсорбции, изучаемых с помощью методов электронной и инфракрасной спектроскопии, люминесценции и электронного парамагнитного резонанса, а также работам по фотосорбции и фотохимии адсорбированных соединений, спектроскопии молекулярных взаимодействий при высоких давлениях. [c.476]

Метод инфракрасной спектроскопии [1] в сочетании с квантово-химически.ми расчетами [2] в последнее время находит широкое применение для исследования механизма адсорбции и каталити ческих превращений молекул на поверхности твердых тел. [c.141]

Для некоторых серусодержащих молекул получены спектральные доказательства адсорбции на поверхности никеля [31. Это исследование показало, что адсорбция протекает с разрывом СН-связей и адсорбцией образованных радикалов. Методом инфракрасной спектроскопии исследовалась адсорбция тиофена на обессеривающих катализаторах [3). Исследование адсорбции тиофена на цеолитах и окиси алюминия показало, что при адсорбции возможно его разложение [41. Метод инфракрасной спектроскопии применялся для изучения адсорбции алифатических сульфидов на поверхности окиси хрома [5, 6). Изучение адсорбции тио< на на поверхности монтмориллонита показало, что тиофен на поверхности монтмориллонита адсорбируется за счет и-связей тиофенового кольца [c.141]

Важный вопрос теории рассматриваемого метода исследования - учет роли переноса тепла излучением в среде, полупрозрачной для инфракрасного теплового излучения. Этот вопрос относится к одной из самых серьезных проблем, возникающих при изучении теплопроводности жидкостей. Наличие радиационного переноса тепла путем переизлучения в среде может не только су щественно искажать данные по теплопроводности, но и приводить к нарушению закона Фурье со всеми вытекающими отсюда последствиями. В этих условиях теряет смысл понятие коэффициент теплопроводности, перенос тепла становится зависящим от кон( и-гурации системы, от излуча-тельных свойств поверхностей и т.п. (к этому вопросу мы вернемся в гл. У, 2 при обсуждении данных по теплопроводности углеводородов). Б работе /15, 18/ были проведены расчеты вклада радиационного переноса для плоских температурных волн и показано, что в экспериментах с плоскими зондовыми датчиками измеряемая теплопроводность является чисто молекулярной, свободной от радиационного вклада. В /10/ этот важный вывод был распространен на эксперименты с проволочными датчиками. [c.8]

В соответствии с механизмом Краузе [170] на поверхности катализатора образуется адсорбированный нитрат-радикал NO3. Это соединение обнаружили авторы работ [171, 172] при исследовании инфракрасных спектров поверхностных соединений, образовавшихся на железной пленке в атмосфере NO2. На основании принципа [c.70]

В ряде случаев для оценки биологической инертности материалов необходимо осуществлять максимально полную идентификацию выделяющихся из эластомера веществ. Для оценки индивидуальных показателей изучают миграцию в модельные среды наиболее реакционноспособных и биологически активных веществ с помощью методов хроматографии (тонкослойной и газовой), фотометрии, масс-спектрометрии, проводят качественный анализ содержания химических элементов и ионов. Исследование процессов, связанных с миграцией ряда ингредиентов на поверхность резин, оказалось возможным лишь при сочетании нескольких методов - световой микроскопии, инфракрасной спектроскопии с нарушенным полным внутренним отражением (НПВО) и наиболее эффективной вследствие высокой чувствительности и избирательности тонкослойной хроматографии. [c.557]

Исследования показали, что градиент температур от поверхности к центру угольных частичек различных размеров мало зависит от размера. В то же время существенно изменяются условия миграции летучих продуктов, так как с увеличением диаметра частичек d сильно повышается сопротивление Ар их движению изнутри к поверхности частичек (рис. 111), поэтому уплотнение угля или укрупнение размеров его частич приводит к увеличению сопротивления миграции газо- и парообразных продуктов. С помощью инфракрасной спектроскопии были исследованы особенности изменения характера связей водорода при термической обработке угольных зерен различной крупности и установлено, что атомарный [c.191]

Плискин и Эйшенс [14] на основании исследования инфракрасных спектров обнаружили как прочную, так и слабую хемосорбцию водорода на поверхности платины, нанесенной на носитель. По-видимому, оба типа относятся к атомарным разно- [c.292]

Инфракрасная спектроскопия приобретает все большее значение в исследованиях химии поверхности, адсорбции и гетерогенного катализа как один из источников наиболее прямой и надежной информации о структуре поверхностных соединений и природе адсорбционных сил. Основная особенность этого метода, который впервые был распространен на исследование поверхностных явлений Терениным [1], состоит в том, что он дает возможность обнаруживать и изучать отдельные функциональные группы и химические связи молекул на поверхности твердого тела. Для исследования физической адсорбции, не сопровождающейся перестройкой и образованием новых валентных связей в молекулах, особое значение имеет высокая чувствительность внутримолекулярных колебаний к воздействию окружающей среды, что позволяет не только идентифицировать те или иные химические структуры, но и судить о деформациях, которым подвергается молекула при контакте с поверхностью адсорбента. [c.116]

Прокаленный алюмосиликатный катализатор содержит небольшое количество структурно связанной воды (около 1%), которая представлена в основном каталитически неактивными гидроксильными группами (например, пограничными SiOH-группами). Небольшая часть всей связанной воды имеет существенное значение для активности катализатора, так как, вероятно, она служит источником протонов для кислотных центров поверхности алюмосиликата. Эти кислотные центры не активируются при воздействии на них неорганических и органических оснований. Дегидратированные кислотные центры часто называются льюисовскими кислотами. Их можно считать также ангидридами кислот. Дегидратированный катион алюминия, ирисое диненный к кислотному центру, также можно отнести к льюисовским кислотам. При дальнейшем глубоком удалении воды протоны так же, как и вода, удаляются при одновременном отделении гидроксильных групп от силикагеля или от анионной части кислотного центра-Это может привести к постепенному разрушению поверхности и к падению активности. Весьма желательным является дальнейшее выяснение химической природы дегидратации и прокаливания катализатора. К сожалению, эти вещества аморфны и поэтому недоступны изучению их диффракционпыми методами. После обычного прокаливания на поверхности катализатора появляется два вида центров, причем одни из них заняты протонами, а другие, дегидратированные, не имеют протонов. Это показывают результаты исследования поверхности прокаленного и обработанного аммиаком при 175° С катализатора при помощи инфракрасных спектров поглощения. Оказалось, что на поверхности одновременно присутствуют ионы NH и адсорбированный аммиак. Однако предполагается, что каталитический крекинг должен вызываться главным образом кислотными центрами, насыщенными протонами. Участие в общей реакции ангидридных центров еще не ясно. [c.99]

Химическое модифицирование поверхности кремнезема реакциями с силанольными и силоксановыми группами. Гидрофобизация поверхности реакциями с различными алкил-, алкенил- и арилхлорси-ланами. Прививка к поверхности органических модификаторов с концевыми гидрофильными и химически активными функциональными группами. Химическая иммобилизация ферментов в макропорах. Исследование поверхностных соединений методами инфракрасной спектроскопии и спектроскопии вторичной эмиссии. [c.89]

Для исследования поверхности начинает применяться метод, полного внутреннего отражения (ПВО) [71—74]. Этот новый метод получения спектров разработан Фарвнфортом [75]. В этом способе получения спектров пучок инфракрасного света проходит внутри призмы из твердого тела, на поверхность которой наносится исследуемое вещество, и испьтгывает отражение при угле падения, близком к углу полного внутреннего отражения на-границе адсорбированная пленка—твердое тело. Глубина проникновения инфракрасного пучка в нанесенную на поверхность пленку зависит от угла падения. В качестве твердых тел, на поверхность которых наносится пленка, используются вещества-с большими Показателями преломления — хлористое серебро,, германий, кремний и тяжелые сорта стекол. [c.81]

С помощью инфракрасной спектроскопии поверхности можно определять поверхностные химикаты-добавки, такие как глицерилмоноолеат, полиизобутилен и вещества, улучшающие скольжение, а также результат обработки коронным разрядом. Распространенным методом является многократное нарушенное полное внутреннее отражение применяются также методики зеркального отражения и отражения под углом скольжения, с помощью которых инфракрасный спектрометр можно использовать для исследований в области химии поверхности. На рис. 1.18 показана схема анализа поверхности полимера с помощью многократного нарушенного полного внутреннего отражения. [c.42]

Р и с. 34. Инфракрасные спектры этилена, хемосорбированного на покрытой водородом поверхностп никеля, до (а) и после (6) обработки Нг. Э й -111 е п с Р. П., Плискин В. А. (1960), Катализ. Исследование поверхности катализатора, ИЛ, М., стр. 9. [c.139]

Рис. 55. Инфракрасные спектры NH3, хемосорбированного па высушенном алюмосиликате до (а) и после (б и в) дегидратации. Эйшепс Р. П., П л и -скин В. А. (1960), Катализ. Исследование поверхности катализаторов

Инфракрасная спектроскопия дала новые способы определения ориентации адсорбированных групп в образцах. Получение такой информации недоступно другим физическим и химическим методам, используемым для исследования поверхностей. Карагунис и сотрудники применили метод инфракрасной спектроскопии для определения ориентации адсорбпрованных молекул, а Сер- [c.492]

В предыдущих главах уже было показано, что точная современная научная аппаратура обязательно нужна для контроля за окружающей средой и для применения химии в экономике. Методы исследования поверхности имеют рещаю-щее значение для достижения новых успехов в катализе, на котором основано столько химических производств. Хроматография вместе с масс-спектрометрией и лазерной спектроскопией превратилась в повседневное средство аналитического контроля. Инфракрасная спектроскопия — это типичный спектральный метод, нашедщий эффективное применение в контроле за окружающей средой, а также в научных исследованиях. [c.236]

И к- >1 КР-йпектроскопня. разд. 1 уже отмечалось, что медленные электроны активно взаимодействуют с атомами поверхности и поэтому могут служить источником информации о структуре приповерхностной области. Однако использование таких электронов весьма ограничено эксперименты можно проводить только в сверхвысоком вакууме и исследовать соответственно можно только небольише образцы. Помимо этого, поверхность образцов при таком исследовании может меняться. В 1954 г. Эйшенс предложил оптический метод исследования поверхности, основанный на применении низкой энергии возбуждения. При таком возбуждении структура поверхности и образца не меняется и измерения можно проводить в широком диапазоне давлений (от сверхвысокого вакуума до повышенного давления) в частности, этим методом можно исследовать практически очень важные процессы гетерогенного катализа. Метод оптической или ИК-спектроскопии имеет, однако, и ряд сушественных недостатков он мало чувствителен, дает дискретный сигнал детектора, в связи с чем для определения отношения S /N (сигнал/шум) и вычитания фона и т.д. необхрдимо использовать ЭВМ. Разработанный позднее метод инфракрасной фурье-спектро-скопии отличается значительно большей (на два порядка) чувствительностью. [c.65]

Основным фактором, определяющим выбор излучателя для радиационных сушилок, является количество поглощенной энергии и ее распределение по толщине неподвиж ного слоя. В каждом конкретном случае т ребуется исследование спектральных характеристик влажных материалов. При облучении инфракрасными лучами поверхности псевдоожиженного слоя распределение поглощенной энергии по его высоте в большей степени зависит от скорости обновления облучаемой поверхности, чем от типа инфрак распого излучателя. Перенос энергии инфракрасного излучения в псевдоожиженном слое зависит не только от теплофизических свойств и структуры самих частиц, но и от гидродинамических характеристик псевдоожиженного слоя. Особенностью переноса энергии в этом случае является многократное рассеяние, отражение, вторичное излучение и т. д., что затрудняет математическое описание процесса. Тепловой баланс между поверхностью излучающей панели и облучаемым объемом материала запишется как [36] [c.139]

Недавно в нашей лаборатории Мунуэра установил, что возможны два механизма дегидратации муравьиной кислоты на двуокиси титана один при низких температурах (ниже 200° С) и другой при температурах выше 350° С. Исследование поверхности двуокиси титана методами термодесорбции и инфракрасной спектроскопии показало, что активные центры поверхности в этих двух случаях различны. [c.419]

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]

Результаты исследования температурной десорбции, электрической проводимости, а также инфракрасных спектров диоксида титана и оксида алюминия при их взаимодействии со смесью Н 8 и показывают, что Т102, в отличие от А120з, реагирует с обоими газообразными компонентами [23]. При температурах выше 200°С на поверхности диоксида титана происходит превращение сульфида водорода в [c.66]

Для исследования состава поверхностных слоев, определения функциональных групп на поверхности, межатомных и межмоле-кулярных связей широко используются традиционные оптические методы спектроскопия (инфракрасная, ультрафиолетовая, комбинационного рассеяния), рентгенография, электронография и др. Их применение для таких исследований отличается специфическими способами приготовления испытуемых образцов, поскольку информация должна поступать из очень тонкой области системы, тол-щиной порядка нескольких моноатомных или мономолекулярных слоев. Названные методы исследования достаточно подробно из лагаются в курсах физики и физической химии. [c.246]

На рис. 9.19—9.21 воспроизводятся электронные микрофотографии реплик поверхностей разрушения ПА-6, полученного кристаллизацией под давлением [202]. На микрофотографиях видны стопы ламелл толщиной до 700 нм. На основании обширных исследований методами инфракрасной спектроскопии, широкоуглового рассеяния рентгеновских лучей и методами электронной микроскопии авторы данной работы пришли к выводу, что ламеллы состоят из вытянутых цепей. Согласно их предположению (рис. 9.22), трещина преимущественно может распространяться либо вдоль плоскостей (010) (в которых располагаются концы цепей, а также примеси, отторгнутые фронтом роста), либо вдоль плоскостей (002) —в слоях водородных связей ламелл. В обоих процессах не происходит разрыва связей основной цепи или водородных связей. [c.393]

На долю инфракрасных лучей приходится около 50% всей доходящей до З мли солнечной энергии, и они имеют основное значение для жизни растений. Лучи этц почти не задерживаются туманом, что позволяет, в частности, фотографироват земную поверхность сквозь облачный покров (рис. 11-11). Инфракрасные лучи испускаются всяким нагретым предметом, в том числе каждым теплокровным животным (характерные длины волн порядка 0,01 мм). Исследованием, проведенным на гремучих змеях, было выяснено, что они имеют в передней части головы специальные тепло-чузстнительные органы и при охоте руководствуются главным образом тепловым излучением своих жертв. Высокочувствительные приемники в инфракрасном диапазоне улавливают разности температур до тысячных. долей градуса. Такое тепловидение позволяет решать ряд важных задач — от медицинской диагностики некоторых заболеваний др точного определения местонахождения самолетов в полной темноте. [c.43]

Получающийся в результате обезвоживания гидрогеля кремневой кислоты продукт — силикагель — представляет собой бесцветное пористое и механически прочное вещество, образованное частицами шарообразной формы. Размеры этих частиц определяют величину удельной поверхности, а плотность их упаковки — пористость силикагеля. Исследование его (при составе 510а-Н20) методом инфракрасной спектроскопии показало, что химически связано лишь 19% всей воды, тогда как 80% находятся в сорбированном состоянии, а 1% — в механически включенном. [c.618]

Инфракрасное спектроскопическое исследование поливинилхлоридной основы покрытия проводили на двухлучевом спектрофотометре марки иК-20 в области 400-4000 см" (призмы КВг, НаС1, ЫР). Препараты готовили в виде тонких пленок из раствора поливинилхлорида в дихлорэтане. После опыта с помощью раствора уксуснокислого свинца в клеевом слое и праймере определяли сероводород, а также содержание серы в поверхностном слое металла опытного и контрольного вариантов путем перевода ее в сульфат бария. Продукты коррозии на поверхности металла исследовали под микроскопом МИМ-8-М при увеличении в 400 раз и фотографировали. [c.28]

Схема К. Эдельмана и У. Фаведжи удобна для интерпретации поведения монтмориллонита. Об этом свидетельствуют также исследования органических замещений, приведенные в главе ПГ. Однако по рентгенометрическим данным, для перевернутых, тетраэдрических групп в структуре не хватает места. Об отсутствии экспонированных гидроксилов На базальных поверхностях свидетельствуют также исследованные А. Н. Терениным инфракрасные спектры. [c.21]

Исследование поверхностной и внутриглобулярной структурной воды методом дейтерообмена с масс-спектроскопическим контролем и методом инфракрасной спектроскопии [146] показало, что помимо групп ОН на поверхности глобул гидротермально обработанного силикагеля содержится большое количество групп ОН внутри глобул. Характерно, что величины средней поверхностной концентрации гидроксильных групп гидротермальных силикагелей он — 8,0 л/с моль/м или 4,8 групп ОН на 100 А , т. е. совпадают с величинами средней концентрации гидроксильных групп на предельно-гидроксилированной поверхности других широко пористых и непористых кремнеземов [146]. [c.102]

Соболев В. А., Чуйко А. А., Тертых В. А., Мащенко В. В. Исследование связанной воды на поверхности ааросила методом количественной инфракрасной спектроскопии // Связанная вода в дисперсных системах,— М, Изд-во МГУ, 1974,— Вып. 3.— С, 62—73. [c.26]

Во-первых, должен быть установлен механизм образования связей С—С на таких обычных катализаторах, как восстановленное железо или кобальт. Трактовка механизма, как включающего полимеризацию поверхностных соединений и конкуренцию между полимеризацией и реакцией обрыва, регулирующей длину углеводородной цепочки, в какой-то мере является спекулятивной, поскольку она основана на косвенном Доказательстве. Как при метанировании, так и в синтезе Фищера — Тропша было постулировано образование частично гидрогенизиро-ванного на поверхности энола в форме радикала НСОН , а его реакции с образованием метана или конденсация с образованием углеводородной связи С—С были приняты в качестве медленной стадии. Недавние данные, однако, показывают, что наиболее медленной стадией может быть разрыв связи С—О в адсорбированном оксиде углерода. Ряд последних экспериментальных результатов подтверждает правильность этого частного механизма. Измерение кинетического изотопного эффекта показало, что на нанесенных N1, Ки и Р1 реакции Н2 + СО—>- и Оа+СО—>- протекают при идентичных скоростях, откуда следует, что водород не участвует в стадии, определяющей скорость [51]. Исследования на N1 и на N1—Си-сплавах показали, что необходимый для катализа ансамбль из смежных активных мест вызывает диссоциацию СО перед реакцией с водородом [52]. В соответствии с последними измерениями на никеле, проведенными методами ДМЭ и УФЭС, совместная адсорбция Нг и СО не приводит к образованию поверхностного энольного комплекса, поэтому может потребоваться предварительный распад СО, чтобы могло произойти гидрирование СО [53]. Эти данные согласуются с данными, полученными методом инфракрасной спектроскопии при изучении активных мест на Ки-, КЬ- и Pt-катализаторах, нанесенных на оксид алюминия, которые указывают на то, что в течение реакции Нг и СО поверхность покрыта преимущественно адсорбированным СО без каких-либо признаков существования поверхностного комплекса формила НСО— [54]. Должны быть выяснены такие важные свойства поверхности, как энергия связи СО, возможность одновременной адсорбции СО и Нг, а также необходимость придания катализаторам других структурных или электронных свойств. Они должны помочь в понимании вариаций селективности, наблюдаемых при сравнении действия различных металлов, а также вызываемых такими промоторами, как калий. [c.275]

При исследовании пленок на поверхностях твердых тел довольно широко используется инфракрасная спектроскопия (см. разд. XIII-4A). Однако к монослоя М на жидких подложках этот метод применить очень трудно. В то же время на растянутых монослоях можно измерять флуоресцентную эмиссию. Соответствующая аппаратура описана в работах Твита и др. [69] и Троснера и др. [70], изучавших методом флуорес- [c.107]

Спектроскопия в инфракрасной области. Это хорошо отработанный метод исследования состава поверхности и протекающих на ней химических процессов широко используется для исследования адсорбции. О применении ИК-спектроскопии, а также спектроскопии комбинационного рассеяния (КРС) для изучения поверхностей говорится в гл. XIII. [c.225]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология