Читать онлайн «Электронная теория катализа на полупроводниках»

Ф. Ф. ВОАЬКЕНЖЕЙН ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ КАТАЛИЗА НА ПОЛУПРОВОДНИКАХ ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ Ф. Ф. ВОЛЬКЕНШТЕЙН ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ КАТАЛИЗА НА ПОЛУПРОВОДНИКАХ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ MOCK И А I960 АННОТАЦИЯ Электронная теория катализа на полупроводниках, развиваемая в течение последних десяти лет автором настоящей монографии и его сотрудниками, а в последние годы также и другими исследователями, получила широкое распространение как в СССР, так и за границей. В книге дается сжатое изложение современного состояния теории и сводка основных экспериментальных работ в этой области . Книга представляет собой курс лекций, прочитанный автором на химическом факультете Московского университета, а затем в Яггелонском университете (Польша) и в Парижском университете. Основной упор в изложении сделан не на математическую сторону теории, а на ее физические основы. Книга предназначена для физико-химиков, работающих в области катализа, а также для физиков, занимающихся полупроводниками и интересующихся механизмом их каталитического действия. СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 5 § 1. Введение 7 а) Полупроводники как катализаторы химических реакций 7 б) «Активность» и <селективность» катализатора ... . 9 в) Электронная теория катализа - . . . 12 § 2. Различные типы адсорбции 16 а) Физическая и химическая адсорбции 16 б) Активированная адсорбция 20 § 3. Различные типы хемосорбционных связей 26 а) «Прочная» и «слабая» связи при хемосорбции ... . 26 б) Примеры 31 в) Одноэлектронная связь 35 г) Двухэлектронная связь 41 § 4. Радикальные и валентно-насыщенные формы хемосорбции 46 а) Свободные валентности катализатора 46 б) Реакционная способность хемосорбированных частиц 50 в) Диссоциация молекулы при адсорбции 55 § 5. Электронные переходы при хемосорбции 59 а) Переходы между различными формами хемосорбции 59 б) Равновесие различных форм хемосорбции 64 § 6. Каталитическая активность полупроводника 71 а) Радикальный механизм гетерогенных реакций ... . 71 б) Зависимость скорости реакции от уровня Ферми . . 76 в) Акцепторные и донорные стадии реакции 84 § 7. Взаимодействие поверхности с объемом полупроводника 91 а) Связь между поверхностными и объемными свойствами 91 б) «Квазиизолированная» поверхность 98 в) Эффекты, обусловленные заряжением поверхности при хемосорбции 101 г) Эффекты, обусловленные взаимодействием между хе- мосорбированными частицами 107 § 8. Связь между каталитической активностью и электропроводностью полупроводника 112 а) Происхождение связи между каталитической активностью и электропроводностью 112 б) Экспериментальные данные 117 1* 4 СОДЕРЖАНИЕ § 9. Промотирование и отравление катализатора 122 а) Механизм промотирующего и отравляющего действия примеси 122 б) Экспериментальные данные 129 § 10. Влияние различных факторов на адсорбционную способность и каталитическую активность полупроводника . . 136 а) Механизм влияния освещения 136 б) Экспериментальные данные по влиянию освещения . 142 в) Влияние внешнего электрического поля. Влияние дисперсности 146 § 11. Хемосорбция и катализ на реальной поверхности ... 151 а) Роль структурных дефектов поверхности 151 б) Структурные дефекты поверхности как адсорбционные центры 155 в) Тепловой и биографический «беспорядок» на поверхности 161 г) Понятия «неоднородной поверхности» и «взаимодействия» в теориях адсорбции 166 § 12.