Исследование методом мессбауэровской спектроскопии процессов с участием зондовых ионов 119 Sn на поверхности Cr2 O3 и ?-Al2 O3 после контакта с сероводородом
Диссертация
Изучение явлений, происходящих при контакте поверхности твердых тел с газовыми средами, в частности, при взаимодействии сероводорода с оксидными соединениями, является важной проблемой химии поверхностных процессов и катализа. Поскольку понимание характера изменений, затрагивающих поверхность, позволяет успешнее решать задачи оптимизации функциональных характеристик твердых материалов, большое… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Взаимодействие H2S с поверхностью оксидных матриц
- 1. 1. 1. Взаимодействие H2S с оксидом алюминия и катализаторами на его основе
- 1. 1. Взаимодействие H2S с поверхностью оксидных матриц
- 1. 1. 2. Образование серы при разложении сероводорода на поверхности катализаторов на основе оксида алюминия
- 1. 1. 3. Взаимодействие H2S с оксидами в присутствии кислорода
- 1. 2. Применение метода мессбауэровского диамагнитного зонда для исследования неорганических твердых фаз
- 1. 2. 1. Основные параметры мессбауэровской спектроскопии
- 1. 2. 2. Метод мессбауэровского диамагнитного зонда
- 1. 2. 3. Применение метода мессбауэровского диамагнитного зонда для исследования поверхности оксидных фаз
- A. Мессбауэровские характеристики ионов Sn (II) на поверхности Сг20з
- B. Состояние примесных ионов олова на поверхности V
- ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
- 2. 1. Приготовление поглотителей
- 2. 2. Получение адсорбатов и методика проведения адсорбции
- 2. 3. Получение источника 1258Ь (Си)
- 2. 4. Методы физико-химической диагностики
- 2. 4. 1. Мессбауэровская спектроскопия
- 2. 4. 2. Рентгенофазовый анализ
- 2. 4. 3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
- 3. 1. Физико-химические процессы при адсорбции сероводорода на поверхности допированного оловом Сг
- 3. 1. 1. Примесные ионы олова, перешедшие в сульфидное окружение
- 8. пв (П) и 8щ (1У)
- 3. 1. 2. Динамические характеристики ионов 8щ (Н) и 8п$(1У)
- 3. 1. 3. Взаимодействие поверхностных ионов 8п0(1У) с сероводородом
- 3. 1. 4. Химические превращения в адсорбционном слое //?^ на поверхности Сг203 при хранении на воздухе
- 3. 2. Взаимодействие с сероводородом ионов олова, локализованных на поверхности а-А
- 3. 2. 1. Мессбауэровские параметры поверхностных ионов 1,98п (П)
- 3. 2. 2. Взаимодействие поверхностных ионов 8по (11) с Н^
- 3. 3. Стабилизация примесных ионов теллура на поверхности кристаллитов Сг
Список литературы
- Фабричный П.Б., Процкий А. Н., Горьков В. П., Тран Мин Дюк, Демазо Ж. Ха-генмюллер П. Сверхтонкие взаимодействия для примесных ионов 119Sn2+ в поверхностных слоях антиферромагнитных частиц Сг20з.// Журн. эксп. теор. физики, 1981, т.81,№ 3,с.1145−1150.
- Чибирова Ф.Х., Рогинская Ю. Е., Погорелов B.B., Захарьин Д. С., Бабкова П. Б., Рейман С. И. Исследование взаимодействия олова с поверхностью окиси алюминия методом эффекта Мессбауэра.// ПОВЕРХНОСТЬ. Физика.Химия.Механика, 1986, т. 12, с.87−93.
- Slager T.L., Amberg С.Н. Infrared investigation of H2S adsorption and decomposition on alumina and on alumina supported molybdenum sulfide.// Can. J. Chem., 1972, Vol.50, No.21, pp.3416−3423.
- Liu C.L., Chuang T.T., Lana I.G.D. The oxidizing properties of y-alumina: infrared studies of the adsorption of H2S and CS2.// J. Catalysis, 1972, Vol.26, No.3, pp.474 476.
- Datta A., Cavell R.G. Claus Catalysis. 2. An FTIR study of the adsorption of H2S on the alumina catalyst.// J. Phys. Chem., 1985, Vol.89, No.3, pp.450−454.
- Okamoto Ya., Oh-Hara M., Maezawa A., Imanaka T., Teranishi Sh. H2S adsorption on
- A1203, modified A1203 and Mo03/Al203.// J. Phys. Chem., 1986, Vol.90, No. ll, pp.2396−2407.106
- Mastikhin V.M., Mudrakovsky I.L., Nosov A.V., Mashkina A.V. High-resolution ®H nuclear magnetic resonance study of hydrogen sulphide adsorption on heterogeneous catalysts.// J. Chem. Soc. Farad. Trans., 1989, pt. l, Vol.85, No.9, pp.2819−2825.
- Melsheimer J., Bohm M.C., Lee J.K., Schlogel R. Adsorption and selective oxidation of H2S on alumina powders: in-situ UV-VIS studies in a differential reactor.// Berichte Bunsen-Ges., 1997, Vol.101, No.4, pp.726−732.
- Mangnus P.J., Riezebos A., van Langeveld A.D., Molijn J.A. Temperature-programmed reduction and HDS activity of sulfided transition metal catalysts: formation of non-stoichiometric sulphur.// J. Catalysis, 1995, Vol.151, No. l, pp.178−191.
- Chang J.-R., Chang S.-L., Lin T.-B. y-Alumina-supported Pt catalysis for aromatic reduction: a structural investigation of sulfur poisoning catalyst deactivation.// J. Catalysis, 1997, Vol.169, No. l, pp.338−346.
- Khulbe K.C., Mann R.S. ESR studies of S02 and H2S adsorption on alumina and alumina-supported Mo and Mo-Co.//J. Catalysis, 1978, Vol.51, No.3, pp.364−371.
- Машкина A.B. Гетерогенный катализ в химии органических соединений серы. Новосибирск: Наука, 341 с.
- Lunsford J.H., Zingery L.W., Rosynek М.Р. Exposed aluminum ions as active sites on y-alumina.// J. Catalysis, 1975, Vol.38, No.1−3, pp.179−188.
- Rossett A.J., Finstrom C.G., Adams C.J. Adsorption of H2S on alumina at low coverages.//J. Catalysis, 1962, Vol.1, No.3, pp.235−243.
- Saure O., Chevreau Th., Lamotte J., Travert J., Lavalley J.-C. Comparative adsorption of H2S, CH3SH and (CH3)2S on alumina.// J. Chem. Soc. Farad. Trans., 1981, pt. l, Vol.77, No.2, pp.427−437.
- Meyer Ch., Bastick J. Etude de l’adsorption du sulfure d’hydrogene et du methanethiol sur une alumine poreuse.// Bull. Soc. Chim. France, 1979, No.11−12, pt. l, pp.463−467.
- Desyatov I.V., Paukshtis E.A., Mashkina A.V. Infrared spectroscopic studies of H2S adsorption on y-Al203.// React. Kinet. Catal. Lett., 1990, Vol.41, No. l, pp.85−88.
- Peri J.B. Infrared study of the reaction of hydrogen chloride with the surface of y-alumina and its effect on surface «acid» sites.// J. Phys. Chem., 1966, Vol. 70, pp.1482−149.
- Deo A.V., Dalla Lana J.G., Habgood H.W. Infrared studies of the adsorption and surface reactions of hydrogen sulfide .and sulfur dioxide on some aluminas and zeolites.// J. Catalysis, 1971, Vol.21, No.3, pp.270−281.
- Исмаилов Э.Г., Швец B.A., Казанский В. Б. Взаимодействие H2S с поверхностью оксидов Ti02, Sn02 и ZnO.// Ж. физ. химии, 1987, т.61, № 5, с.1288−1292.
- Колосов А.К., Швец В. А., Казанский В. Б. Изучение методом ЭПР адсорбции сероводорода, пропилмеркаптана и тиофена на окисле и сульфиде молибдена, нанесенных на силикагель.// Кинетика и катализ, 1975, т. 16, № 1, с. 197−201.
- Katsumoto M., Fueki К., Mukaibo Т. Kinetic study on the sulfldation of tin and tungsten by hydrogen sulfide.// Bull. Chem. Soc. Jap., 1973, Vol.46, No.12, pp.3641−3644.108
- Randhava S.S., Rehmat A. Infra-red spectra of acetylene on y-alumina and y-alumina-supported platinum, and effect of sulphur compounds.// Trans. Farad. Soc., 1970, Vol.66, No.565, pp.235−241.
- Wambeke A., Jalowiecki L., Kasztelan S., Grimblot J., Bonnelle J.P. The active site for isoprene hydrogenation on M0S2/Y-AI2O3 catalysts.// J. Catalysis, 1988, Vol.109, pp.320−328.
- Scheffer В., Dekker N.J.J., Mangnus P.J., Moulin J.A. A temperature-programmed reduction study of sulfided Co-Mo/Al203 hydrodesulfurization catalysts.// J. Catalysis, 1990, Vol.121, pp.31−46.
- Маршнева В.И., Мокринский B.B. Каталитическая активность оксидов металлов в реакциях окисления сероводорода кислородом и диоксидом серы.// Кинетика и катализ, 1988, т.29, № 4, с.989−993.
- Катализаторы процессов получения и превращения сернистых соединений. Новосибирск: Ин-т катализа СО АН СССР, 1979, 195 с.
- Khairulin S., Beguin В., Garbowski Е., Primet M. Catalytic properties of chromium-palladium loaded alumina in the combustion of methane in the presence of hydrogen sulfide.//J. Chem. Soc. Farad. Trans., 1997, Vol.93, No.12, pp.2917−2223.
- Melsheimer J., Schlogl R. On the sequence of events in H2S oxidation reaction.// Berichte Bunsen-Ges., 1997, Vol.101, No.4, pp.733−740.
- Stejns M., Mars P. The role of sulfur trapped in micropores in the catalytic partialoxidation of hydrogen sulfide with oxigen.// J. Catalysis, 1974, Vol.35, No. l, pp. ll17.109
- Alkhazov T.G., Amirgulyan N.S. Electric conductivity studies on the interaction of H2S with iron oxide catalyst.// React. Kinet. Catal. Lett., 1984, Vol.24, No. 1−2, pp.5558.
- Saussey H., Vallet A., Lavalley J.-C. Comparative study of alumina sulfation from hydrofen sulfide and sulfur dioxide oxidation.// Mater. Chem. Phys., 1983, Vol.9, No.5, pp.457−466.
- Saur O., Bensitel M., Mohammad Saad A.B., Lavalley J.-C., Tripp C.P., Morrow B.A. The structure and stability of sulfated alumina and titania.// J. Catalysis, 1986, Vol.99, No. l, pp. 104−110.
- Кальмуцкая B.A., Лисняк C.C. Взаимодействие хромитов кобальта и никеля с сероводородомю.// Укр. хим. журнал, 1973, т.39, вып.11, с.1089−1092.
- Owens P.J., Amberg С.Н. Hydrodesulphurization of tiophene. II. Reactions over a chromia catalyst.// Canad. J. Chem., 1962, Vol.40, No.5, pp.941−946.
- Owens P.J., Amberg C.H. Hydrodesulphurization of tiophene. III. Adsorption of re-actants and products on chromia.// Canad. J. Chem., 1962, Vol.40, No.5, pp.947−956.
- Дудзик 3., Цветанович Р.Дж. Каталитические свойства молекулярных сит, содержащих захваченные свободные радикалы серы.// В кн.: Основы предвидения каталитического действия, т.2, М.:Наука, 1970, с. 177−186.
- Машкина А.В., Сухарева Т. С. О природе активного компонента хромовых катализаторов дегидроциклизации и дегидрирования сульфидов.// Кинетика и катализ, 1969, т. 10, № 4, с.887−893.
- Мессбауэр Р.Л. Резонансное ядерное поглощение у-квантов в твердых телах без отдачи.// УФН, 1960, т.72, № 4, с.658−671.
- Вертхейм Г. Эффект Мессбауэра, М.:Наука, 1966, 172 с.
- Шпинель B.C. Резонанс гамма-лучей в кристаллах, М.:Наука, 1969, 408 с.110
- Химические применения мессбауэровской спектроскопии (Ред. Гольданский В. И., Гербер Р). М.: Мир, 1970, 502 с.
- Evans B.J., Swartzendruber L.J. Supertransferred hyperfme fields and covalency at diamagnetic cations in magnetic insulators.// Phys. Rev., 1972, V0I.6B, No. l, pp.223 231.
- Карягин C.B. О возможной причине асимметрии компонент дублета мессбау-эровского спектра поглощения в некоторых порошкообразных соединениях олова.// Доклады АН СССР, 1963, т.148, с. 1102.
- Фабричный П.Б. Применение мессбауэровских диамагнитных зондов в химии твердого тела.// Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1985, т.30, № 2, с. 143−152.
- Белов К.П., Любутин И. С. Эффект Мессбауэра на ядрах Sn119, введенных в решетку феррита-граната иттрия.// Письма в ЖЭТФ, 1965, т.1, № 1, с.26−30.
- Любутин И.С., Вишняков Ю. С. Магнитные сверхтонкие взаимодействия диамагнитных атомов в редкоземельных ортоферритах.// ЖЭТФ, 1971, т.61, № 5, с.1962−1969.
- Любутин И.С., Дмитриева Т. В. Индуцирование сильных магнитных полей на ядрах диамагнитных атомов олова в халькогенидных шпинелях.// Письма в ЖЭТФ, 1975, т.21, № 2, с.132−135.
- Fabritchnyi Р.В., Afanasov M.I., Shvyriaev А.А., Demazeau G., Presniakov I.A.1.teractions hyperfines pour les sondes atomiques, 9Sn dans le volume et a la surfacede l’oxyde V203 de part et d’autre de la temperature de transition.// Solid State
- Comm., 1990, Vol.74, No.5, pp.337−341.111
- Храмов Д.А., Глазкова М. А., Урусов B.C., Ованесян Н. С., Русаков B.C. Магнитные поля на ядрах диамагнитных атомов олова в спиновом стекле Fe2Ti05.// Письма в ЖЭТФ, 1992, т.55, № 11, с.642−645.
- Фабричный П.Б. Мессбауэровские диамагнитные зонды в магнитно-упорядоченных неорганических фазах. Автореф.дисс.докт.хим.наук, М.: МГУ, 1986, 42 с.
- Fabritchnyi Р.В., Fefilatiev L.P. Interactions hyperfines magnetiques et mecanisme de compensation de la charge pour les ions d’impurete 119Sn4+ dans Сг20з.// Solid State Comm, 1978, Vol.28, No.7, pp.513−515.
- Fabritchnyi P.B., Lamykin E.V., Babechkin A.M., Nesmeianov A.N. Etude de transition de Morin dans l’hematite (a-Fe203) contenant l’impurete d’etain par effet Mossbauer sur 1,9Sn et 57Fe.// Solid State Comm., 1972, Vol. ll, pp.343−348.
- Fabritchnyi P.B., Bayard M., Pouchard M., Hagenmuller P. Effet Mossbauer sur les noyaux d’impurete 119Sn4+ dans la matrice de V02.// Solid State Comm., 1974, Vol. 14, pp.603−605.
- Афанасов М.И., Фабричный П. Б. Метод мессбауэровского диамагнитного зонда: новые возможности для исследования поверхности.// Российский хим. журнал, 1996, т.40, № 1, с.54−66.
- Fabritchnyi Р.В., Protsky A.N., Gorkov V.P., Demazeau G., Hagenmuller P. Interactions magnetiques et quadrupolaire combinees pour les ions d’impurete 119Sn2+ dans Cr203.// Mater. Res. Bull., 1981, Vol.16, No.4, pp.429−435.
- Fabritchnyi P.B., Protsky A.N., Babechkin A.M. Diamagnetic probe ions 119Sn2+(4+)in Cr203 surface layers: gas adsorption, local structure and hyperfine interactions.// In:112
- Applications of the Mossbauer Effect (Ed. Yu. Kagan, I.S.Lyubutin), New York: Gordon and Briach Science Publ., 1985, Vol.3, pp.1111−1114.
- Fabritchnyi P. B, Hagenmuller P, Babeshkin A.M., Kuzmin A.I. Etude par effetni
- Mossbauer de la structure hyperfine nucleaire de Sb dans Fe203.// Solid State Comm., 1973, Vol.12, No.10, pp.1031−1033.
- Moon R.M.Antiferromagnetism in V203.// J. Appl. Phys, 1970, Vol.41, No.2, pp.527−529.
- Dernier P. D, Marezio M. Crystal structure of the low-temperature antiferromagnetic phase of V203.// Phys. Rev, B, 1970, Vol.2, No.9, pp.3771−3776.
- Афанасов М. И, Дано M, Менго С, Фабричный П. Б, Руксель Ж. Мессбауэров-ское исследование электронной структуры и динамических характеристик примесных атомов Sn (II) на поверхности кристаллитов Сг203.// Ж. неорг. химии, 1996, т.41, № 10, с.1687−1693.
- Похолок К. В, Филимонова И. В, Афанасов М. И, Макаров A.M., Фабричный П. Б, Анциферов В. Н. Мессбауэровская спектроскопия примесных ионов олова на поверхности кристаллитов у-А1203.// Вестн. МГУ, сер.2, Химия, 1994, т.35, № 6, с.553−557.
- Danot M, Afanasov M. I, Bezverkhy I. S, Fabritchnyi P. B, Rouxel J. Etude de comportement dynamique des ions dopants a la surface et dans le volume des grains de113
- Cr203 par spectrometrie Mossbauer de la sonde diamagnetique 119Sn.// Solid State Comm., 1994, Vol.94, No.9, pp.675−679.
- Miyamoto A., Ui Т., Murakami Y. Determination of the number of active oxygen species on the surface of Cr203 catalysts.// J. Catalysis, 1983, Vol.80, No. l, pp.106 113.
- Реми Г. Курс неорганической химии, М.: Изд-во Иностр. Лит., 1963.
- Boolchand P., Triple" В.В., Hanna S.S., deNeufVille J.P.// In: Mossbauer effect methodology, Vol.9, NY.-L.: Plenum Press, 1974.
- Boolchand P. Preparation and linewidth of antimony-125 in copper Mossbauer sources.// Nucl. Instrum. and Methods, 1974, Vol. 114, No. 1, p. 159−161.
- Сиборг Г., Перлман И., Холлендер Дж. Таблица изотопов, М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1956, 371 с.
- Shikazono N. Recoil-free resonant absorption of 35.3 k.e.v. gamma-rays of Те125 and hyperfine structure of absorption spectrum.// J. Phys. Soc. Japan, 1963, Vol.18, No.7, pp.925−935.
- Опаленко A.A. Эффект Мессбауэра в монокристаллах и поликристаллах теллура. Дисс. канд. физ.-мат. наук, М.:МГУ, 1969.
- Oberschmidt J., Boolchand P. Observation of natural line width for the 35.5 keV y-resonance in tellurium-125.// Phys. Rev. B: Solid State, 1973, Vol.8, No. ll, pp.49 534 955.
- Boolchand P., Henneberger Т., Oberschmidt J. Nuclear quadrupole interactions at tellurium-125 in the isoelectronic crystalline hosts of sulfur, selenium and tellurium.// Phys. Rev. Lett, 1973, Vol.30, No.26, pp. 1292−1295.
- Физические величины (Справочник, под ред. Григорьева И. С, Мейлихова Е.З.).1. М.: Атомиздат, 1991.114
- Крылов В.И., Горьков В. П., Делягин H.H., Зонненберг Ю. Д., Нестеров В. И. Сверхтонкие взаимодействия для примесных атомов олова 119 в антиферромагнетике Fe-Ge.// Журн. эксп. теор. физики, 1979, т.11, с.2093−2103.
- Kundig W. Evaluation of Moessbauer spectra for 57Fe.//Nucl. Instrum. and Methods, 1967, Vol.48, pp.219−228.
- Heese J., Rubartsch A. Model independent evaluation of overlapped Mossbauer spectra.// J. Phys. E, 1974, Vol.7, No.7, pp.526−532.
- Muilenberg G.E. (Ed.) Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy, Perkin-Elmer, Eden Prairie, MN, 1978.
- Herber R.H., Davis R.F. Lattice dynamics and hyperfine interactions of tin in tantalum sulfide layer compounds.// J. Chem. Phys., 1975, Vol.63, No.8, pp.3668−3669.
- Fabritchnyi P.B., Protsky A.N., Babechkin A.M., Demazeau G., Hagenmuller P. Caracterization par resonance Mossbauer des ions 119Sn2+ localises a la surface de Сг20з.//
- Comptes Rendus Acad. Sei. Paris, 1981, Ser. II, Vol.292, pp.657−659.115
- Herber R.H., Smelkinson A.E., Sienko M.J., Schneemeyer L.F. Lattice dynamics in covalent solids: tin in tin sulfide selenide (SnS2^Se^) (0 < x < 2).// J. Chem. Phys., 1978, Vol.68, No.8, pp.3705−3712.
- Hazen R.M., Finger L.W. The crystal structures and compressibilities of layer minerals at high pressure.// Amer. Mineralogist, 1978, Vol.63, pp.289−292.
- Boyle A.J.F., Bunbury D.St.P., Edwards C. The isomer shift in 119Sn and the quad-rupole moment of the first excited state.// Proc. Phys. Soc., 1962, Vol.79, No.508, pp.416−424.
- Stockier H.A., Sano H. Mossbauer effect studies of lattice-dynamic anisotropy and line asymmetry in semiconductor and organometallic tin compounds.// In: Mossbauer effect methodology, Vol.5, NY.-L.: Plenum Press, 1970, pp.3−25.
- Афанасов М.И., Безверхий И. С., Дано M., Фабричный П. Б. Мессбауэровское исследование поведения зондовых ионов олова на поверхности кристаллитов Сг203 при контакте с газовой средой, содержащей HF.// Ж. неорг. химии, 2000, в печати.
- Корди-Хейс М. Химические применения мессбауэровской спектроскопии, М.:Мир, 1970.
- Hohenemser С. Measurements of the Mossbauer recoilless fraction in (3-Sn for 13 to 370K.// Phys. Rev., 1965, Vol.139, No. 1 A, pp.185−196 116
- Fefilatiev L.P., Demazeau G., Fabritchnyi P.B., Babechkin A.M. Etude par effet Mossbauer des ions 125Te6+ presents en impuretes dans Cr203.// Solid State Comm., 1976, Vol.28, pp.509−511.
- Краткая химическая энциклопедия, т.5, M.: Советская энциклопедия, 1967, 1184 с.
- Афанасов М.И., Безверхий И. С., Рябчиков А. А., Фабричный П. Б. Исследования взаимодействия с галогенами мессбауэровских зондовых ионов 119Sn2+, локализованных на поверхности Сг203.// Вестник МГУ, Серия 2. Химия, 1997, т.38, № 3, с.199−202.
- Фабричный П.Б., Афанасов М. И., Безверхий И. С. Мессбауэровская спектроскопия зондовых ионов на поверхности оксида хрома: постэффекты взаимодействия с галогенами.// Ж. неорг. химии, 1998, т.43, № 1, с. 128−134.
- Elidrissi Moubtassim M.L., Aldon L., Lippens P.E., Olivier-Fourcade J., Jumas J.C., Zegbe G., Langouche G. Interpretation of Te Mossbauer isomer shift data.// J. Alloys and Сотр., 1995, Vol.228, pp.137−142.
- Mahmud Y., Boolchand P., Hanna S.S., Triplett B.B. Mossbauer effect studies of tellurium compounds.// J. Phys. (Paris) Colloq. C6, 1974, Vol.35, pp.227−230.117
- Судакова Н. Р, Морозова Н. И, Афанасов М. И, Беренцвейг В. В, Фабричный П. Б. Метод зондовой мееебауэровской спектроскопии в исследовании формирования катализатора Сг203.// Вестн. МГУ, сер.2 Химия, 1992, т. ЗЗ, № 5, с.507−510.
- Криворучко О. П, Буянов P.A. Научные основы приготовления катализаторов, Новосибирск, 1984, 156 с.
- Роде Т.В. Кислородные соединения хрома и хромовые катализаторы, М.:Изд-во Акад. Наук СССР, 1962, 280 с.