1.2.2.8. Катализаторы

Для изготовления высокоэффективных и избирательных катализаторов безусловно, необходимо знать взаимосвязь между каталитической активностью и атомным строением катализаторов. Из-за высокой дисперсности каталитических систем есть все основания ожидать, что их атомное строение сильно отличается от массивных металлов и в существенной степени определяется технологией приготовления образцов.

Одной из проблем гетерогенного катализа является исследование геометрии металлических кластеров катализатора на подложке.

Возможность определять с помощью EXAFS не только межатомные расстояния, но и тип ближайших соседей позволила определить бинарного рутений-медного катализатора. Ru и Cu практически не смешиваются друг с другом в массивных образцах, поэтому исследование такого катализатора, содержащего Ru и Cu в равных атомных пропорциях, представило особый интерес. Анализ состава ближайшего окружения атомов Ru и Cu, проведенный по EXAFS-спектрам, показал, что атомы Ru окружены в среднем 11 соседями, из которых ~90% - атомы Ru, а атомы Cu – 9 соседями, из которых только 50% Ru. Это позволило заключить, что атомы Ru образуют сердцевину ультрамелкодисперсных каталитически активных частиц, в то время как атомы Cu лежат на их поверхности.

Несмотря на несомненные серьезные успехи EXAFS-спектроскопии, вряд ли будет ошибочным утверждение, что она находится еще на начальной стадии своего развития. Надежность получающихся результатов нередко зависит от опыта и искусства исследователя. Это обусловлено в значительной степени недостаточной теоретической обоснованностью ряда этапов обработки экспериментальных спектров. Наибольшие трудности возникают при обработке начального, длинноволнового участка EXAFS. Применение EXAFS-спектроскопии для проведения более тонких структурных исследований ограничивается также неточностями, внутренне присущими традиционной процедуре фурье-фильтрации. Все это указывает на важность дальнейших работ, направленных на усовершенствование как теории, так и методов обработки EXAFS. Наиболее актуальными представляются следующие задачи.

1. Вывод формул, описывающих EXAFS, в рамках более реалистического, чем muffin-tin, приближения для кристаллического потенциала.

2. Проведение детального анализа роли многократного рассеяния и многоэлектронных эффектов при формировании длинноволнового участка EXAFS. Непосредственно к этой задаче примыкает задача адекватного описания ближней тонкой структуры РСП.

Нет сомнений в том, что прогресс исследований, связанных с применением EXAFS-спектроскопии, невозможен без серьезных разработок новой экспериментальной техники.

2. Электронный парамагнитный резонанс

Явление электронного парамагнитного резонанса было открыто в 1944 году Евгением Константиновичем Завойским, который обнаружил, что парамагнитный образец, помещенный в постоянное магнитное поле, может поглощать энергию подаваемого на него электромагнитного поля. Поглощение электромагнитного излучения парамагнитными образцами имело избирательный (резонансный) характер, поскольку оно наблюдалось лишь при определенном соотношении между напряженностью постоянного магнитного поля и частотой переменного электромагнитного поля. Поэтому открытое явление получило название электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Метод ЭПР нашел широкие применения в физике, химии, биологии и медицине. В статье рассмотрены история открытия и физические основы явления ЭПР, принципиальные схемы спектрометров ЭПР и сущность информации, получаемой методом ЭПР, приведены примеры спектров ЭПР в химических и биологических системах различного происхождения.

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), резонансное поглощение электромагнитной энергии в сантиметровом или миллиметровом диапазоне длин волн веществами, содержащими парамагнитные частицы. ЭПР – один из методов радиоспектроскопии.