Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 91 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

91
также как физическая адсорбция предшествует процессу
хемосорбции.
Энергетическая диаграмма для сорбционного процесса,
включающего физадсорбцию и хемосорбцию как последовательные
этапы, изображена на рис. 5.4. Пунктирная кривая 1 описывает
процесс физической адсорбции и аналогична кривой на рис. 5.3, а
кривая 2 − процесс химической адсорбции двух атомов, возникающих
в результате диссоциации исходной молекулы; где Е
дисс
− энергия
диссоциации. Сплошная кривая 3 описывает результирующий процесс
адсорбции молекулы следующим образом. Приближающаяся к
поверхности молекула самопроизвольно физически адсорбируется, т.
е. скатывается в потенциальную яму I глубиною U
ф
и располагается
на расстоянии х
ф
от поверхности. Дальнейший переход такой
молекулы в хемосорбционную потенциальную яму II глубиною U
x
в
виде двух атомов, расположенных на расстоянии x
x
, требует
преодоления потенциального барьера высотой Е
х
, который разделяет
ямы I и II. На это способны лишь энергичные молекулы, обладающие
достаточным запасом энергии, превышающим энергию диссоциации
Е
дисс
. Высота Е
х
хемосорбционно-потенциального барьера называется
энергией активации процесса хемосорбции. В ЭТОМ смысле
хемосорбция, подобно диффузии, является термоактивационным
процессом. Поэтому ее часто называют активированной адсорбцией.
Поскольку межатомные силы в 5-10 раз превышают силы Ван-
дер-Ваальса, то теплота химической адсорбции Q
x
= U
x
N
A
достигает
50-100 ккал/моль. Это обеспечивает времена жизни частицы в
адсорбированном состоянии, измеряемые часами, сутками и даже
годами в зависимости от температуры.
В области низких температур энергия тепловых колебаний
физически адсорбированных
молекул недостаточна для их
отрыва от поверхности. В
результате возникает
адсорбционный монослой со
степенью заполнения
0
,
близкой к единице. С
повышением температуры
величина
0
падает из-за
увеличения вероятности
выброса молекул наружу из
потенциальной ямы I. По
мере роста температуры
вступает в действие
конкурирующий процесс
переброса молекулы (в форме двух атомов) через активационный
Рис.5.5 Температурная зависимость
стационарной степени заполнения
адсорбционных центров.

Страницы