Введение к работе
а Актуальность проблемы. Простые и смешанные оксиды кремния и алюминия в аморфном, стеклообразном и кристаллическом состоянии широко используются при получении оптических, электровакуумных, жаропрочных, конструкционных материалов, электрокерамики, гетерогенных катализаторов и носителей. В большинстве случаев применения этих материалов роль поверхностного кислорода в определении необходимых свойств оказывается важной, а зачастую, — решающей. Очевидно, что основой для получения базовых данных о его состоянии могут служить исследования сорбционно — десорбционных процессов в широком интервале температур. Однако, представленные в литературе сведения для оксидов кремния и алюминия ограничены и отражают лишь специальные разделы общей проблемы, а именно, изучение механизмов гетерогенной дезактивации возбужденного (синглетного) кислорода на поверхности SiOa и форм кислорода, адсорбированного на радиационных дефектах поверхности у—А12Оу Таким образом, количественное описание состояния кислорода на реальной поверхности указанных оксидов и ряда систем на их основе, включающее установление его структурных форм, их содержания и устойчивости, остается актуальной нерешенной задачей. С учетом относительно слабой адсорбционной способности молекулярного кислорода термином "десорбция" следует, по —видимому, пользоваться ограниченно, рассматривая при этом область низких и умеренных (не значительно превышающих комнатігую) температур, когда удаление кислорода не сопровождается нарушением состава и строения поверхности оксидов, то есть изменением их стехиометрии и связанных с ней валентного и координационного состояния атомов. В отличие от этого термином "термоэмиссия" имеет смысл определять химический процесс удаления с поверхности собственного (составляющего оксид) атомарного кислорода с последующей рекомбинацией его в молекулярную форму.
ч Цель_ .работал состояла в получении количественных данных о десорбции и термоэмиссии кислорода с поверхности ряда твердых оксидных соединений кремния и алюминия в интервале температур
/
25 — ЮООС, выявлении связи структурных типов поверхностных центров с величинами и характером температурных зависимостей эмиссии, определении специфики механизма эмиссионно — сорбционных процессов и участия в них молекулярного синглетного кислорода.
в Научная новизна полученных результатов заключается в
установлении:
возможности количественного газохроматографического контроля десорбции и термоэмиссии кислорода с поверхности оксидов кремния, алюминия и ряда соединений, полученных на их основе;
характера диффузии кислорода в поверхностном трещиноватом слое стекол, определяющем длительность его десорбции при комнатной температуре;
немонотонных зависимостей эмиссии кислорода от температуры опыта и массы исследуемого оксида; роли химической природы поверхности и специфических свойств синглетного кислорода в определении этих зависимостей;
— электронно — возбужденного синглетного состояния молекул
кислорода, эмиттируемого с поверхности исследованных оксидов в
широком температурном интервале; принципиальной возможности
его хроматографического выделения и ИК —спектроскопического
контроля в газовой фазе.
0 Практическая ценность работы
Для ряда промышленно — выпускаемых и широко используемых в технологии и технике твердых веществ (стекла — кварцевое и яирекс, силикагель, а— и у—А1203, блочно —сотовая магнийалюмо — силикатная керамика, Pt —содержащие катализаторы на носителях) получены количественные характеристики эмиссии кислорода в широком интервале температур, необходимые для оптимизации условий их обработки и эксплуатации.
Установленные в работе возможности получения, разделения и определения синглетного кислорода могут быть учтены и использованы как в научно — исследовательской практике, так и при разработке технологических процессов с участием '02 и технических средств их реализации.
н Апробация работы. Результаты диссертации обсуждались на семинарах кафедры физической и аналитической химии РГПУ им. А.И. Герцена, докладывались на герценовских чтениях (Санкт-Петербург, 1994, 1995 гг.) и 1 Международной конференции "Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнолопга" (Санкт-Петербург, 1996 г.).
а Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.
а Структура и объем диссертации. Работа включает введение, обзор литературы (глава 1), описание экспериментальных методов (глава 2), полученные результаты и их обсуждение (глава 3), выводы и список использованной литературы; изложена на /3Dстраницах машинописного текста, содержит 20 рисунков и 5 таблиц.
