Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем




Скачать 48.91 Kb.
НазваниеПрограмма : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем
Дата конвертации31.01.2013
Размер48.91 Kb.
ТипПрограмма
Специализация: 010700/03 Физика конденсированного состояния вещества

Программа: 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем

Руководитель программы: д. ф.-м. н., проф. В. К. Рябчук

Кафедра фотоники

Научные руководители: д. ф.-м. н., проф. А. А. Лисаченко, н. с. Р. В. Михайлов

Рецензент: к. х. н. А. В. Рудакова


Исследование фотостимулированного взаимодействия

CO и N2O на поверхности TiO2 (Hombifine N)

Никитин Константин Вячеславович


Работа посвящена экспериментальному изучению реакции CO+N2O+hν→N2+CO2 (1) на поверхности TiO2 (анатаз) Hombifine N при облучении видимым светом (λ = 404 нм) методами кинетической масс-спектрометрии и термодесорбционной спектроскопии (ТДС). Выбор данной системы в качестве объекта исследований связан с тем, что проведенные в научной группе исследования показали, что N2O является промежуточным продуктом в экологически важной реакции CO+NO+hν→N2+CO2 (2) на TiO2 марок Degussa P-25 и Hombifine N, механизм которой активно исследуется в лаборатории. В ходе исследований реакции (2) установлено, что наиболее эффективным является облучение светом с λ = 404 нм, попадающим в область вблизи края собственного поглощения TiO2.

Техника и методика эксперимента. Порошок TiO2 Hombifine N (анатаз, Sуд= 320 м2/г) был засыпан в кварцевый реактор, соединенный с масс-спектрометром АПДМ-1 и системой сверхвысоковакуумной откачки (Р<1·10-7 Торр) и напуска газов. Реактор был снабжен нагревателем для термообработок и линейного нагрева в ходе ТДС измерений (15 К/мин). Предварительно образец был очищен от биографических загрязнений путем прогрева в О2 при 570 К. Перед каждым экспериментом образец был прогрет в СВВ при 870 К 10 мин. Изотопообогащенные газы 13СО, 14NO, 15N18O, 14N2O были использованы для разделения реагента СО (m/e=29 а.е.м.) и продукта N2 (m/e=28 а.е.м.) реакции. Перед напуском все газы очищались низкотемпературным фракционированием. Для облучения в различных спектральных областях использовалась ртутная лампа СВД-120, оснащенная набором стеклянных светофильтров ЛОМО и водяным ИК-фильтром.

Результаты и обсуждение. Проведены исследования адсорбции N2O на TiO2 Hombifine N. Построена изотерма адсорбции при температуре 292 K. Согласно ТДС измерениям, при адсорбции N2O при Т=200 К на поверхности образуется несколько адсорбционных форм, десорбирующихся в области 200-400 К. Стабильными при комнатной температуре являются 2 формы, дающие пики в ТД спектрах Тмакс =375 и 388 К, совпадающие с формами промежуточного продукта реакции (2). Заселение этих форм требует дополнительной термо- или фотоактивации. В ходе ТДС молекулы N2O десорбируются без диссоциации, поэтому можно заключить, что энергия связи N2O с поверхностью образца меньше, чем энергия связи N2-O в молекуле, равная примерно 1,3 эВ. В рамках модели Поляни-Вигнера была оценена энергия связи молекул с поверхностью, полученные значения 0,7 и 0,8 эВ для двух монопиков согласуются со сделанным выводом.

Облучение светом с длиной волны λ = 404нм системы N2O/TiO2 не приводит к появлению азота в газовой фазе, при этом, согласно ТПД измерениям, происходит заселение форм Т=375 и 388 К.

Проведена реакция N2O+CO+hν→N2+CO2 (1), при этом N2 выделяется в газовую фазу, а CO2 обнаружен на поверхности методом ТДС в форме, идентичной получаемой в ходе реакции NO+CO+hν→ N2+CO2. Начальная скорость выделения N2 в реакции (1) в 2 раза превышает скорость, измеренную в случае реакции (2) при прочих равных условиях, что говорит о наличии конкурирующих процессов в ходе формирования N2 в реакции (2). Установлено соотношение между конечными продуктами реакции (1) N2/CO2 ≈ ½, что говорит о возможном участии структурных атомов TiO2 в реакции (1) по схеме:

N2O+2CO+Osurf+hν→N2+2CO2.

При напуске в систему N2O+CO некоторого количества NO выделение азота прекращалось до тех пор, пока NO не исчезал из газовой фазы в ходе фотоадсорбции, совершенно аналогично протеканию реакции (2), где выделение азота наблюдалось только после полной фотосорбции NO.

Использование модифицированного азотом образца TiO2 позволило выявить типы фотогенерируемых носителей заряда, участвующих в реакциях (1) и (2). Так, для фотосорбции NO реакции (2) необходимы преимущественно электроны, тогда как для образования N2 в обеих реакциях ключевую роль играют дырки. Предположительный механизм формирования N2 предложен.

Список публикаций


1. Glazkova N., Nikitin K.. The investigation of routes of the reaction NO + CO + hν → ½ N2 + CO2 on TiO2 (Hombifine N) under visible irradiation.// CONFERENCE ABSTRACTS. International Student Conference “Science and Progress”. SPb.: SOLO, 2011. P. 99.

2. Nikitin K., Glazkova N.. The investigation of interaction of N2O and CO on VIS irradiated TiO2 (Hombifine N) surface. CONFERENCE ABSTRACTS. International Student Conference “Science and Progress”. SPb.: SOLO, 2011. P. 115.

3. A. A. Lisachenko, R. V. Mikhaylov, N. I. Glazkova, K. V. Nikitin. Investigation of the features of the reaction CO+NO+hν→1/2N2+CO2 on TiO2 Hombifine N under visible light irradiation.// 7th European Meeting on Solar Chemistry and Photocatalysis: Environmental Applications.

4. R. V. Mikhaylov, N. I. Glazkova, K. V. Nikitin. Investigation of the features of the reaction CO+NO+hν→1/2N2+CO2 on TiO2 Hombifine N under visible light irradiation.// The 3-rd International Symposium «MOLECULAR PHOTONICS» dedicated to academician A. N. Terenin.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconСтруктура и свойства неравновесных конденсированных систем
Способы получения металлических наноматериалов. Стабильность наноструктуры. Коалесценция по Оствальду. Методы исследования структуры...
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconТематический план лекций и занятий
Гетерогенные системы с жидкой дисперсионной средой. Общая характеристика. Виды устойчивости, характеризующие физико-химическую стабильность...
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconПрограмма комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры
Структура программного документа развития систем коммунальной инфраструктуры города Арзамаса на 2012-2015 годы и на перспективу до...
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconМоделирование коалесценции гетерогенных эмульсионных капель в электрическом поле в слабопроводящей среде

Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconПрограмма по курсу “Проектирование оптико-электронных систем”” Для направления подготовки 511600 “Прикладные математика и физика”
Программа обсуждена на заседании кафедры “Системы, устройства и методы геокосмической физики” (сумгф)
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconПрограмма «Комплексное развитие систем коммунальной инфраструктуры муниципального образования «Шалакушское»» на 2012-2020гг
Программа «Комплексное развитие систем коммунальной инфраструктуры муниципального образования «Шалакушское»» на 2012-2020гг (далее...
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconПрограмма «комплексное развитие систем коммунальной инфраструктуры муниципального района мечетлинский район республики Башкортостан на 2011 2015 годы» с. Большеустьикинское 2011 год
Программа Комплексное развитие систем коммунальной инфраструктуры муниципального района Мечетлинский район Республики Башкортостан...
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconПрограмманое обеспечение вычислительных систем Классификация, назначение, состав и функционирование ос лекция 7
В данной лекции вводится понятие операционной системы; рассматривается эволюция операционных систем; описываются функции и подходы...
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconПрограмма государственного экзамена выпускников
Программа итогового государственного экзамена выпускников специальности 010503 «Математическое обеспечение и администрирование информационных...
Программа : 23 Фотоника гетерогенных и конденсированных систем iconПрограмма доказательства теорем на основе принципа резолюций 4 Примеры организации экспертных систем 6

Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©kk.docdat.com 2013
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница