第8章 核磁共振方法 525
8.1固体高分辨核磁共振技术:MAS NMR和CP/MAS NMR 527
8.1.1固体NMR的发展过程 529
8.1.2魔角旋转固体核磁共振技术(MAS NMR) 529
8.1.3交叉极化/魔角旋转固体核磁共振技术(CP/MAS NMR) 530
8.1.4高功率1H去偶技术 531
8.2分子筛结构的MAS NMR研究 531
8.2.1 29Si MAS NMR研究 531
8.2.2 27Al MAS NMR研究 534
8.2.3 17O MAS NMR研究 536
8.2.4 31P MAS NMR研究 538
8.2.5 47,49Ti MAS NMR研究 539
8.3固体NMR在催化剂酸性研究中的应用 540
8.3.1 1H MAS NMR技术研究催化剂表面不同结构的羟基 540
8.3.2酸强度测定 542
8.3.3利用探针分子探测催化剂表面的Lewis酸中心 542
8.4催化剂表面吸附分子的NMR研究 544
8.4.1分子筛晶体孔道中吸附有机物的化学状态 544
8.4.2分子筛吸附探针分子129Xe的NMR研究 546
8.5分子筛和分子筛催化反应的原位MAS NMR研究 550
8.5.1原位MAS NMR研究方法 550
8.5.2原位MAS NMR研究催化反应机理 551
8.6MAS NMR技术研究积炭引起的分子筛失活 555
8.6.1 13C MAS NMR研究分子筛积炭 555
8.6.2 29Si MAS NMR和27Al MAS NMR研究分子筛积炭 556
8.6.3 1H MAS NMR研究分子筛积炭 559
8.6.4吸附氙的129Xe NMR研究分子筛积炭 560
8.7结束语 562
参考文献 562
第9章 表面分析技术基础 567
9.1关于表面 569
9.2X射线光电子能谱(XPS) 573
9.2.1XPS历史进程 573
9.2.2XPS基本原理 577
9.2.3XPS仪器与主要组成部件 586
9.2.4XPS实验方式 605
9.2.5电子结合能、初态效应与化学位移 615
9.2.6终态效应及伴峰 617
9.2.7XPS分析中除芯能级谱外其他初级结构谱线的应用 623
9.2.8XPS定量(半定量)分析 630
9.2.9XPS数据的后期处理 633
9.2.10XPS分析中常遇到的一些问题 640
9.3紫外光电子能谱(UPS) 662
9.3.1UPS基本原理 662
9.3.2UPS设备 664
9.3.3UPS的应用 666
9.3.4UPS与XPS的简单比较 669
9.3.5UPS实验要点 670
9.4俄歇电子能谱(AES) 671
9.4.1AES历史进程 671
9.4.2AES分析原理 671
9.4.3AES相关仪器 676
9.4.4AES实验方式 678
9.4.5俄歇分析获得元素化学态信息——化学位移 681
9.4.6定量(半)分析 682
9.4.7俄歇分析中常遇到的问题 683
9.5离子散射谱(ISS) 688
9.5.1ISS概况 688
9.5.2ISS原理 688
9.5.3ISS相关仪器 689
9.5.4ISS实验中的几种效应 692
9.5.5实验参数选择 693
9.5.6应用实例 693
9.6表面分析技术的应用 694
9.6.1在材料分析中的应用 694
9.6.2用于有机化合物与聚合物的研究 700
9.7表面分析与催化 712
9.7.1催化作用概述 712
9.7.2表面分析能提供的信息 713
9.7.3应用实例 713
9.7.4准原位技术 717
9.8XPS技术进展简介 721
9.8.1近常压XPS技术简介 721
9.8.2脉冲XPS技术简介 728
参考文献 730
第10章 多相催化反应动力学 735
10.1一般动力学概念 739
10.1.1化学计量方程和化学计量数 739
10.1.2基元反应、反应途径和总包反应 739
10.1.3反应度、反应速率、速率方程及动力学参数 739
10.1.4转换数和转换频率 740
10.1.5碰撞理论和过渡态理论 741
10.1.6理想反应器中的反应速率 743
10.1.7活塞流管式反应器中简单反应的积分式速率方程 744
10.1.8复杂反应的速率方程及其解析 746
10.2吸附和多相催化反应速率方程 752
10.2.1吸附与吸附等温方程 752
10.2.2速率控制步骤 753
10.2.3双曲线式多相催化速率方程 754
10.2.4幂式多相催化速率方程 757
10.3多相催化动力学模型的建立和检验 759
10.3.1催化动力学数据处理 759
10.3.2动力学模型的线性和非线性回归分析 760
10.3.3动力学数据回归分析实例 762
10.3.4动力学模型判别准则与方法 766
10.3.5非均匀表面上的催化动力学方程 768
10.4多相催化中的传递过程 769
10.4.1流体与催化剂外表面间的传递过程 770
10.4.2简化的恒温粒内传质过程及对反应活化能和反应级数的影响 772
10.4.3复杂情况下恒温粒内传质过程 776
10.4.4非恒温反应中的有效因子 778
10.5动力学测定方法和实验装置 779
10.5.1实验室反应器 779
10.5.2内扩散参数的测定 784
10.5.3速率方程中吸附参数的测定-过渡应答法 788
10.5.4本征动力学区的确定和排除传递过程干扰 790
10.6非稳态催化过程动力学 793
10.6.1积炭失活反应动力学 793
10.6.2催化反应动力学中的多稳态与振荡 796
10.6.3非稳态催化反应动力学方法-SSITKA 797
10.6.4非稳态催化反应动力学方法-TAP 799
10.7结论 800
符号说明 800
参考文献 804
第11章 电化学催化研究方法 807
11.1电化学基本原理 809
11.1.1电化学与催化过程关系 809
11.1.2电化学涉及的基本概念 810
11.1.3电势和电池热力学 812
11.1.4电极反应动力学 814
11.1.5静态电极过程中的物质传递影响 818
11.2控制电势的研究方法 819
11.2.1电势阶跃法 820
11.2.2电势扫描法 826
11.2.3极谱法和脉冲伏安法 829
11.3控制电流与整体电解研究方法 833
11.3.1控制电流技术 833
11.3.2整体电解研究技术 839
11.4流体动力学方法 847
11.4.1流体动力学理论过程 847
11.4.2电荷转移与传质影响分离技术 848
11.4.3超微电极 854
11.5阻抗研究方法 855
11.5.1阻抗谱基本原理 855
11.5.2阻抗技术在电催化领域中的应用 861
11.6现场谱学技术及应用 866
11.6.1现场红外光谱电化学 867
11.6.2现场拉曼 870
11.6.3现场质谱 873
11.6.4荧光单分子单纳米粒子催化技术 875
参考文献 879
第12章 扫描探针显微镜与纳米光谱技术 885
12.1扫描隧道显微镜(STM)基本原理 888
12.1.1STM的基本工作原理与结构 888
12.1.2隧穿电流 889
12.1.3扫描隧道谱 892
12.2STM在催化研究中的应用 892
12.2.1催化反应机理和动力学的可视化研究 892
12.2.2近常压STM研究 903
12.2.3负载型纳米结构催化剂的模型研究 907
12.3原子力显微镜(AFM)基本原理 913
12.3.1针尖-样品间相互作用力 913
12.3.2AFM的结构与工作模式 914
12.4AFM数学分析模型 915
12.4.1针尖-样品远离时的悬臂振荡模型 916
12.4.2线性针尖-样品相互作用力的悬臂振荡模型 916
12.4.3实际工作状态下微悬臂振动的一般性结论 917
12.5AFM在表面催化相关领域中的应用 918
12.5.1氧化物表面结构表征 918
12.5.2化学元素的单原子区分 920
12.5.3金属团簇内部与衬底的键合结构确认 921
12.5.4化学键的实空间成像 922
12.5.5固体水溶液界面的空间三维成像 925
12.6扫描探针与光谱技术的结合 926
12.6.1近场扫描光学显微镜 927
12.6.2针尖增强拉曼光谱技术(TERS) 929
12.6.3纳米傅里叶变换红外光谱技术(Nano-FTIR) 936
12.6.4光学激发的针尖探测方法 940
12.7结束语 942
参考文献 943
附录1历届国际催化大会 949
附录2历届全国(中国)催化大会 950
附录3Studies in Surface Science and Catalysis丛书书目 951