ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исключение разогрева образца в пучке инфракрасного света из "Инфракрасные спектры поверхностных соединений" Наиболее полная информация о взаимодействии с адсорбентом и о состоянии адсорбированных молекул может быть получена в результате количественного сопоставления спектральных данных с адсорбционными (например, с теплотами адсорбции) При одинаковых и известных заполнениях поверхности адсорбирующимися молекулами. Однако вплоть до настоящего времени большинство спектральных исследований проводится без учета нагревания образца адсорбента инфракрасным излученит ем, тогда как это нагревание заметно уменьшает адсорбцию. В результате этого спектральные данные не могут быть количественно сопоставлены с данными адсорбционных методов, подученными в большинстве случаев при постоянной (обычно комнатной) температуре, отличающейся от температуры обр аз-ца, находящегося в пучке инфракрасного света. [c.85] При изучении изотерм адсорбции аммиака на образце, помещенном пучок инфракрасной радиации в обычных условиях, было установлено [89] повышение температуры образца на 20°. В конструкции большинства описанных а литературе кювет дда исследования инфракрасных спектров адсорбированных молекул (литературу см. в книге Литтла [1]) и представленных на рис, 9— 11, регулирование и измерение температуры образца во время съемки спектра не предусмотрено. [c.85] Степень нагревания образца при адсорбции газов и паров определяется также конвекционным отводом тепла и зависит от давления пара адсорбирующегося вещества в кювете. Например, при впуске в кювету пара бензола наблюдается сначала быстрый подъем температуры образца, по-видимому, за счет выделения теплоты адсорбции, и затем уменьшение температуры образца в результате отвода тепла за счет конвекции. [c.86] Увеличение температуры образца очень сильно влияет на адсорбционное равновесие (поверхностная концентрация адсорбата резко уменьшается) и отчетливо проявляется в уменьшении доли поверхностных гидроксильных групп кремнезема, участвующих во взаимодействии с адсорбирующимися молекулами. [c.86] Исключение нагревания путем дополнительного охлаждения образца охлаждающей жидкостью в кювете не позволяет преодолеть все трудности, возникающие при совместном исследовании адсорбции спектральным и адсорбционным методатаи. При таком охлаждении стенки патрубка жюветы находятся при более низкой температуре, чем образец, в результате чего пары многих веществ конденсируются на стенках этого патрубка, переходя в жидкое или твердое состояние. При этом устанавливается низкое давление равновесного с этим конденсированным состоянием пара, адсорбция снижается и адсорбционное равновесие достигается очень медленно. [c.86] Предотвратить сильный разогрев образца можно с помощью фильтра, вводимого между источником и образцом и поглощающего инфракрасное излучение в области максимального излучения глобара. Такой фильтр использовался в работах [91, 92]. Трудно, однако, подобрать такой фильтр, который исключал бы нагрев и не поглощал излучение в рабочей области спектра. [c.87] Наиболее удобным способом исключения нагрева и исследования спектров адсорбированных веществ при температуре окружающего кювету пространства является помещение образца в монохроматический пучок инфракрасной радиации. В этом случае через образец проходит пучок света, энергия которого незначительна. Этот способ впервые был применен Мак-Дональ-дом [93]. Однако необходимость использования при этом однолучевой системы требует перестройки прибора и вызывает многие ограничения, связанные главным образом с работой по однолучевой системе и с отсутствием, вследствие этого, компенсации поглощения инфракрасного света паром воды атмосферы. Особые трудности возникают при исследовании в области поглощения гидроксильных групп. Сильное поглощение паром воды атмосферы делает необходимым в этом случае предварительное дейтерирование образца адсорбента и исследование спектра дейтерированиых адсорбированных веществ. [c.87] В работах [24, 45, 90], в которых использовался спектрометр иК-Ю, для помещения образца в пучок монохроматического света и работы по однолучевой схеме крышка термостатируе-мой части спектрометра заменялась на новую с отверстием, в которое и вводилась кювета. Образец в кювете центрировался относительно луча после выходной щели монохроматора. Кювета и образец при этом термостатировались при 25 С термостатом спектрометра. [c.87] Получаемые в этом случае значения доли гидроксильных групп поверхности, участвующих во взаимодействии с адсорбирующимися молекулами, наиболее близки к получаемым из прямых адсорбционных измерений при том же давлении пара и температуре. [c.87] В работах [18—21] использовалась кювета, в которой температура образца, находящегося в пучке инфракрасной радиации, снижается до комнатной температуры потоком пара жидкого азота, циркулирующего вокруг корпуса кюветы. [c.87] Вернуться к основной статье