Каталітичне окиснення метану та водню на напівпровідникових матеріалах на основі SnO2, модифікованих Pt або Pd, та чутливість відповідних сенсорів - Автореферат
Дослідження впливу платинових або паладійних добавок на сенситивність напівпровідникових сенсорів на основі оксиду олова до газів метану та водню. Чутливість адсорбційно-напівпровідникових сенсорних матеріалів, модифікованих паладієм або платиною.
При низкой оригинальности работы "Каталітичне окиснення метану та водню на напівпровідникових матеріалах на основі SnO2, модифікованих Pt або Pd, та чутливість відповідних сенсорів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Такі сенсори можна розглядати як гетерогенні каталізатори, на поверхні яких відбувається реакція між адсорбованим киснем та газом, що аналізується (вуглеводні, Н2, СО тощо). Отже, встановлення механізму й кінетики гетерогенно-каталітичних реакцій, що відбуваються на поверхні адсорбційно-напівпровідникових сенсорів, вивчення фізико-хімічних характеристик сенсорів можуть бути корисними для розробки високочутливих й високоселективних сенсорів горючих та токсичних газів. Методики одержання сенсорних матеріалів на основі SNO2 без добавок та з добавками Pt або Pd, методи дослідження каталітичної активності цих матеріалів у реакціях окиснення метану та водню, кінетичних закономірностей цих реакцій, а також методи дослідження чутливості відповідних сенсорів При вмісті Pd (0,08-0,40% мас.) та Pt (0,11-0,48% мас.) сенсорні матеріали проявляють достатньо високу каталітичну активність при температурах нижче 773 К, причому з підвищенням вмісту Pd або Pt каталітична активність сенсорних матеріалів підвищується (в координатах каталітична активність - вміст платинового металу спостерігається лінійна прямо пропорційна залежність). Як видно з даних, наведених у таблиці 2, електронний стан елементів у сенсорному матеріалі після проведення на ньому реакції окиснення метану не змінюється.Досліджено каталітичні властивості нетрадиційних гетерогенних каталізаторів - сенсорних матеріалів на основі SNO2, модифікованих добавками Pd або Pt, в широкому концентраційному інтервалі платинових металів. Показано, що каталітична активність зразків у реакціях окиснення СН4 та Н2 зростає з підвищенням вмісту нанесеного металу (Pd або Pt). Встановлено, що ступені окиснення елементів у сенсорних матеріалах не змінюються після проведення реакцій окиснення СН4 та Н2. Вивченням кінетичних закономірностей реакцій окиснення метану та водню на сенсорних матеріалах, модифікованих Pd або Pt , встановлено, що для обох реакцій швидкість має перший порядок за метаном або за воднем та нульовий за киснем.
Вывод
1. Досліджено каталітичні властивості нетрадиційних гетерогенних каталізаторів - сенсорних матеріалів на основі SNO2, модифікованих добавками Pd або Pt, в широкому концентраційному інтервалі платинових металів. Показано, що каталітична активність зразків у реакціях окиснення СН4 та Н2 зростає з підвищенням вмісту нанесеного металу (Pd або Pt).
2. Методом РФЕС показано, що ступінь окиснення Стануму в сформованих зразках дорівнює (4 ), що відповідає SNO2. Ступінь окиснення Стибію в процесі формування зразків при прожарюванні змінюється з (3 ) до (5 ). Платина знаходиться у двох формах: Pt2 та Pt4 , а паладій - у ступені окиснення Pd2 . Встановлено, що ступені окиснення елементів у сенсорних матеріалах не змінюються після проведення реакцій окиснення СН4 та Н2.
3. Вивченням кінетичних закономірностей реакцій окиснення метану та водню на сенсорних матеріалах, модифікованих Pd або Pt , встановлено, що для обох реакцій швидкість має перший порядок за метаном або за воднем та нульовий за киснем. Показано, що реакції окиснення метану та водню перебігають за ударним механізмом через взаємодію міцно хемосорбованого кисню з газовою молекулою, яка в перехідному стані втрачає поступальні ступені свободи.
4. Показано, що чутливість сенсорів на основі SNO2 до метану та водню при збільшенні вмісту Pd або Pt у сенсорному матеріалі проходить через максимум. Показано, що оптимальний за чутливістю сенсор відповідає заповненню поверхні сенсорного матеріалу добавками Pd або Pt, які складають ~ 0,1 моношару нанесеного металу.
5. Встановлена симбатність у залежності каталітичної активності сенсорних матеріалів у реакціях окиснення метану та водню та чутливості сенсорів до СН4 та Н2 з підвищенням вмісту добавок ( Pd або Pt) при малих концентраціях нанесеного металу.
6. На основі вивчення каталітичної властивості та чутливості сенсорних матеріалів з біметалічними добавками Pt-Pd встановлено оптимальний склад нанесенних добавок Pt-Pd до сенсорного матеріалу на основі SNO2.
7. Показано, що фізико - хімічні закономірності взаємодії газів з поверхнею газочутливих матеріалів є основою для створення оптимальних адсорбційно-напівпровідникових сенсорів.
1. Яцимирский В.К., Телегеева А.Г., Максимович Н.П., Болдырева Н.А. Кинетика реакции окисления метана на палладийсодержащих сенсорных материалах адсорбционно - полупроводникового типа // В збірнику наукових праць, Фізико-хімія конденсованих систем і міжфазних границь. - К.: Видавничо-поліграфічний центр “Київський університет”, 2003. - С. 145-148.
2. Яцимирський В.К., Максимович Н.П., Болдирєва О.Ю., Нікітіна Н.В., Телегєєва О.Г. Каталітичні властивості сенсорних матеріалів на основі SNO2 , модифікованих Pt та Pd , в реакції окиснення водню // Вісник Київського університету. - 2004. - 42. - С. 33-34.
3. Яцимирский В.К., Телегеева А.Г., Максимович Н.П., Болдырева Н.А., Никитина Н.В. Влияние добавок палладия на чувствительность адсорбционно - полупроводниковых сенсоров и их каталитическую активность в окислении СН4 // Украинский химический журнал. - 2004. - 70. - Вып. 11. - С. 42-46.
4. Яцимирский В.К., Максимович Н.П., Телегеева А.Г., Никитина Н.В., Болдырева Н.А. Полупроводниковые сенсоры на основе SNO2 с добавками Pt и их каталитическая активность в реакции окисления метана // Теоретическая и экспериментальная химия. - 2005. - Т. 41, № 3. - С. 176-179.
5. Яцимирский В.К., Максимович Н.П., Болдырева О.Ю., Никитина Н.В., Телегеева А.Г. Влияние добавок Pt и Pd на чувствительность полупроводниковых сенсоров к водороду и их каталитическую активность в реакции окисления водорода // Теоретическая и экспериментальная химия. - 2005. - Т. 41, № 5. - С. 302-306.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
