ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакции присоединения водорода из "Физико-химия нанокластеров наноструктур и наноматериалов" Интересные примеры реакций присоединения водорода с резкой зависимостью скорости реакции от размера кластера с участием металлов переходных элементов наблюдались для кластеров кобальта, железа, ниобия и ванадия [8]. [c.336] Результаты исследований реакций кластеров железа с водородом представлены на рис. 10.7. [c.336] Константа скорости реакции Нг с кластером Fe , который включает более чем 25 атомов, значительно больше, чем для кластеров меньших размеров, но слабо меняется при дальнейшем росте размера кластера. Молекулы водорода диссоциативно хемосорбируются на поверхности фольги из железа или кристалла и подобное же поведение следует ожидать и для малых кластеров. Подобие скоростей реакций для хемосорбции для кластеров с числом около 25 наводит на мысль, что поведение таких кластеров уже подобно массивному металлу, по крайней мере с точки зрения вовлечения локальных связей, связанных с диссоциативной хемосорбцией. [c.337] После хемосорбции первой молекулы водорода кластеры железа покрываются далее атомами водорода, достигая насыщения. Такие исследования могут дать сведения о структуре поверхности и активных мест поверхности. Эффекты насыщения свидетельствуют о том, что на один атом водорода приходится один атом поверхности для кластера с 25 атомами железа и менее. Для кластеров, включающих 80 атомов железа, также было получено, что отношение Ре Н лишь слегка меньше единицы [10]. [c.338] Сравнение эксперимента с расчетом по формуле (10.35) позволяет полагать, что для больщих кластеров с га 100 остаются активные позиции, доступные для хемосорбции или каких-либо других процессов. Такой характер этой зависимости заставляет предположить, что лимитирующей стадией являются первые этапы хемосорбции. [c.339] С точки зрения обнаружения и исследования хемосорбции на кластерах железа более крупных молекул весьма поучительно изучение продуктов таких реакций с помощью воздействия инфракрасного излучения лазера, вызывающего возбуждение колебательных степеней свободы в адсорбированной молекуле. Подобные исследования можно проводить с помощью изменения масс-спектров после облучения пучка кластеров после реакции. На рис. 10.9 приведен пример такого воздействия инфракрасного лазера с частотой 956,6 см на кластеры железа с адсорбированными молекулами дейтерированного метанола [12]. [c.339] Отчетливо проявляется, что после облучения аддукты Ре (СНзОН)т диссоциируют, что приводит к исчезновению соответствующих линий в масс-спектрах, в то время как кластеры чистого железа остаются вне воздействия лазера. Кластеры железа прозрачны для всех частот СО2-лазера в диапазоне 930 4- 1085 см . Напротив, кластеры с метанолом деградируют в области 984 -f 1075 см . [c.339] Кластеры ванадия и ниобия демонстрируют уникальную размерную зависимость для скоростей реакций присоединения дейтерия [13]. [c.339] Изменение скоростей реакции присоединения дейтероводорода показаны на рис. 10.10. [c.339] Вернуться к основной статье