PDF《非晶态 ！＂》

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5 5 C ( ! ) B

5 5 C 附的发附的发生, 固体表面的7 E8键逐渐由A

5 F G + /H A红移至A

5 F A + /H A, 而表面7 H8键的 三个红外吸收峰却没有明显位移, 表明甲烷在固体表面的吸附位主要是7E8键而不是7H8 键.固体表面7E8键的红移程度随温度升高而加大, 表明它与甲烷分子的相互作用程度随 温度升高而加强.原因为甲烷是结构对称、 性质相对惰性的分子, 其吸附和活化相对困难.提 高温度有助于甲烷分子克服吸附活化的能垒. ! # $ % &

表征结果 在 ,

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8 ! 和 ,

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8 ! !上都仅检测到一个甲烷的脱附峰, 峰温在B

5 5 B I

5 C之间.在两种物质上, 峰顶温度分别为B J !和B A D C.因为甲烷自固体表面的脱附可能有以下 两种情况: 一种是分子吸附态甲烷的脱附, 由于分子态的甲烷与固体表面的作用力较弱, 脱附 温度应当较低;

另一种是吸附于表面的: ;

D 基从表面上夺取 ;

原子后的脱附, 此过程能耗较 大, 所以脱附峰温应当比较高.由图J的结果可见, 两种固体表面材料上只有一个甲烷的脱附 峰且峰温不高, 所以我们认为这两种材料上甲烷的脱附是分子态甲烷的脱附, 即甲烷在固体表 面是以分子吸附态形式存在的.结合<

=检测结果, 我们在图F中给出了甲烷在 ,

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8 ! 上的吸附模型. 图F 甲烷在 ,

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8 ! 表面的吸附模型 # $ % F K

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8 ! 图J : ;

! 化学吸附的L

7 M谱图 # $ % J L

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8 ! ! ! A J 理 学 报第A D卷 由图! , 甲烷在 # $ % &

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) * + 上的脱附峰温较高, 脱附峰面积较大, 说明甲烷分子与 # $ % &

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) * + 的相互作用力较强, 这可能是由 # $ % &

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) * + 固体粒度小、 比表面积大、 表面 , # - . /碱位) 0*键的活性较大决定的. ! # $ % % &

表征 以往的研究表明, 红外激光促进的表面反应有以下三种模式: 气相分子激发模式、 吸附态 分子激发模式和固体表面键激发模式, 其中固体表面键激发模式对激光光能的利用是最有效 的[+].1

2 + 分子中132键的伸缩振动吸收频率与4

5 '

1 *

6 激光器的输出频率不匹配, 所以 选择气体分子激发模式和吸附态分子激发模式都是不可行的, 因此我们选择了频率为7 $

8 9 : ;

3

7 的激 光促进的固体表面键激发模式.由表7可见, 在常温下激发反应体系, 在 #$%&

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) * + !表面上1

2 + 的氧化反应难以发生, 可能是常温下1

2 + 在固体 表面上 不产生化学吸附所致.随温度的升高,

1 2 + 的转化率不断增加.9 $ $........