Введение к работе
Актуальность работы: В качестве катализаторов и носителей для катализаторов широко используются различные оксиды с высокой удельной поверхностью. Щелочноземельные оксиды - одни из немногих, обладающих высокой удельной поверхностью, устойчивой при высоких ( до 700 - 800С) температурах. Эти оксиды являются как катализаторами различных реакций, таких как реакции изотопного обмена, гидрирования - дегидрирования, изомеризации и некоторых других, так и носителями для катализаторов, содержащих ионы переходных элементов . Исследование оксидов различными физическими и физико-химическими методами представляет большой интерес для понимания механизмов каталитических реакций, природы активных центров на поверхности, влияния носителя на свойства нанесенных ионов. Поэтому уже в течение длительного времени в литературе уделяется значительное внимание исследованию структуры и свойств поверхности оксидов.
Роль активных центров играют различные структурные дефекты на поверхности оксидов, в том числе и щелочноземельных оксидов, образующихся при различных способах активации. При высоких температурах и в присутствии реагирующих веществ в катализаторах происходят глубокие структурные превращения. Изменяется их кристаллическая и фазовая структура, величина и состав поверхности, характер поверхностных и объемных дефектов кристаллической структуры, и т:д.. Понимание этих сложных, неоднозначных и зачастую вза-мосвязалных процессов требует применения целого комплекса физических, физико-химических и спектральных методов исследования.
В настоящее время на поверхности щелочноземельных оксидов
обнаружен и исследован - в основном методом ЗПР - целый ряд структурных дефектов. Применение других методов, в частности люминесценции, к их исследованию не нашло широкого применения, хотя для исследования объемных дефектов этот метод используется достаточно плодотворно.
Цель работы: Целью настоящей работы явилось исследование поверхностных дефектов щелочноземельных оксидов, их взаимодействия с различными адсорбированными молекулами и выяснение каталитической активности центров люминесценции в реакциях изотопного обмена водорода.
Научная новизна: Установлено, что в ходе термовакуумной обработки на поверхности оксидов щелочноземельных металлов образуются анионные вакансии, захватившие один или два электрона, а именно Fs4- и Fs- центры. Показано, что эти центры ответственны за существование двух типов люминесценции щелочноземельных оксидов, различающихся как по параметрам люминесценции, так и по вре-мяни жизни возбужденного состояния.
Обнаружено, что центры люминесценции щелочноземельных оксидов уже при -196С реагируют с оксидом углерода, что приводит к поликонденсации молекул CQ с захватом ими электронов и образованием циклических оксокарбоновых анионов ОКА (Г^Оу)2". Эти ОКА так же как и анионы (С606)г~ реагируют с кислородом при температуре жидкого азота с образованием поверхностных парамагнитных частиц. На поверхности оксида магния эти частицы находятся в триплетном основном состоянии, тогда как на СаО - в дублетном.
Установлено, что Fs*- и Fs- центры являются активными центрами в реакции изотопного обмена в смеси ( + D2. Показано, что данная реакция идет через стадию активации этилена.
На основании спектральных и кинетических данных сделан вывод, что активными центрами реакции Н2 - 1 обмена являются, скорее всего, изолированные поверхностные гидроксильные группы. 2
Апробация работы: Основные результаты и выводы работы докладывались на IX Всесоюзной школе-семинаре "Применение оптической спектроскопии в адсорбции и катализе" (Иркутск 1986 г.), на 5 Всесоюзной конференции по механизму каталитических реакций (Москва 1989 г.), на X международном конгрессе по катализу (Будапешт 1992 г.), на первом Европейском конгрессе по катализу Europacat I (Монтпелье 1993 г.)
Публикации: По результатам проведенных исследований опубликовано 5 печатных работ.
