Hochdisperse Metalle

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1 Hochdisperse Metalle von Prof. Dr. rer. nat. habil. Wladyslaw Romanowski Wroclaw Bearbeitet und herausgegeben von Prof. Dr. rer. nat. habil. Siegfried Engels Merseburg Mit 36 Abbildungen und 7 Tabellen i \ Akademie-Verlag Berlin 1982

2 Inhalt 1. Zur Dispersität von Metallen. Dispersitätsgrad, mittlere Teilchengröße und Größenverteilungsfunktionen Einleitung Quantitative Bestimmung des Dispersitätsgrades Charakterisierung der Teilchengröße, Definition der Teilchengröße Teilchengrößen Verteilung.... * Logarithmische Normalverteilungsfunktion Weitere Verteilungsfunktionen 22 Literatur Herstellung hochdisperser Metalle und Legierungen Chemische Methoden Herstellung hochdisperser Metalle aus festen Phasen Reduktion von Metall Verbindungen durch Wasserstoff Reduktion von Metallverbindungen durch feste Reduktionsmittel Skelettmetalle (RANBY-Metalle) Herstellung hochdisperser Metalle durch Reduktion aus Lösungen Silber, Gold und Platinmetalle Unedle Metalle Herstellung hochdisperser Metalle aus gasförmigen Verbindungen Herstellung hochdisperser Legierungen Physikalische Methoden Bogenzerstäubung Verdampfen von Metallen in einer Inertgasatmosphäre Verdampfen von Metallen im Vakuum Weitere physikalische Methoden zur Herstellung hochdisperser Metalle Mechanische Zerkleinerung Herstellung kleiner, in festen Phasen verteilter Metallpartikel Chemische Methoden zur Erzeugung kleiner, im Volumen oder an der Oberfläche fester Stoffe vorliegender Metallkristallite Allgemeine Bemerkungen Eisen, Cobalt und Nickel auf Trägermaterialien 45 t

3 8 Inhalt Platinmetalle enthaltende Trägerkatalysatoren Bimetall/Träger-Systeme 48 Literatur Einige dispersitätsabhängige Metalleigenschaften und deren Nutzung zur Bestimmung des Dispersitätsgrades Elektrische Eigenschaften hochdisperser Metalle Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit von Metallpulvern durch Pressen und Sintern Elektrische Leitfähigkeit diskontinuierlicher Metallschichten Quantenmechanischer Tunneleffekt bei der Stromleitung in diskontinuierlichen Metallschichten Magnetische bligenschaften kleiner Metallkristallite Eerromagnetische Metalle Sättigungsmagnetisierung und magnetisches Moment kleiner ferromagnetischer Teilchen Magnetisierung von Systemen, die kleine ferromagnetische Teilchen enthalten Magnetisierung von Systemen kleiner ferromagnetischer Teilchen unter Berücksichtigung einer magnetischen Wechselwirkung. S Paramagnetische Metalle Wechselwirkung kleiner Teilchen mit elektromagnetischer Strahlung Streuung und Absorption von Licht durch Medien, die kleine Teilchen enthalten Röntgenlinienverbreiterung Röntgenkleinwinkelstreuung Bestimmung der Größenverteilungsf unktion von Teilchen aus Kleinwinkelstreukurven 73 Literatur Geometrische und elektronische Struktur kleiner Metallkristallite.. : Gitterartige" Strukturen kleiner Atomaggregate Stabilität kleiner Aggregate Minimum der potentiellen Energie Thermodynamisches Stabilitätskriterium für Cluster Experimentelle Beweise für das Auftreten von Metallkristalliten ohne Gittersymmetrie Zur Elektronenstruktur von Metallclustern Anwendung quantenchemischer Näherungsmethoden zur Berechnung der Elektronenstruktur metallischer Cluster 85 Literatur Wechselwirkung von Metallkristalliten mit nichtmetallischen Unterlagen und deren Bedeutung für Trägerkatalysatoren und dünne Schichten Adhäsion Bestimmung der Größe der Wechselwirkung Metall-Unterlage auf Grund des Benetzungswinkels 91

4 Experimentelle Bestimmung der Adhäsion dünner Metallschichten Einfluß reaktionsfähiger Gase auf die Adhäsion Starke Wechselwirkung zwischen Metallen und Unterlage Elektrische Erscheinungen an der Phasengrenze Metall-Unterlage Wechselwirkung zwischen Metall und Unterlage Teilchenwachstum Migration der Teilchen und ihre Koaleszenz OsTWALD-Reifung Wechselwirkung zwischen Metall und Unterlage.Keimbildung Verhalten von Metallatomen auf einer Unterlage Entstehen der Keime 107 Literatur Wechselwirkung zwischen gasförmigen Adsorptiven und dispersen Metallen. Adsorption und Katalyse Hochdisperse Metalle als Adsorbenzien Untersuchungsmethoden der Adsorption an kompakten Metallen Beugung langsamer Elektronen Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Oberflächen mittels ArjGEE-Elektronenspektroskopie Spektroskopie mittels Photoelektronen (PES,E8CA) Feldemission von Elektronen aus Metallen Durch Elektronenbeschuß oder thermisch angeregte Desorption Änderung der Elektronenaustrittsarbeit von Metallen bei der Adsorption Untersuchung der Adsorption an hochdispersen Metallen Adsorptionsgleichgewicht Infrarotspektroskopische Untersuchungen an adsorbierten Molekülen Einfluß adsorbierter Gase auf die magnetischen Eigenschaften hochdisperser Metalle Änderung der elektrischen Leitfähigkeit bei der Adsorption Zu weiteren Problemen von Adsorptionsexperimenten an hochdispersen Metallen Anwendung quantenchemischer Methoden zur Untersuchung von Adsorptionserscheinungen Katalyse an hochdispersen Metallen Einleitung Katalytische Aktivität von Metallen Geometrischer Faktor in der Katalyse an Metalloberflächen Elektronischer Faktor in der Katalyse an Metallen Bimetallkatalysatoren (Legierungskatalysatoren) Metallatom-Cluster-Verbindungen in der Katalyse 146 Literatur 148 Anhang I Übersicht über die wichtigsten quantenchemischen Näherungsverfahren (von H. CHOJNACKI) Einführung Valenzmethoden 155

5 10 Inhalt 2.1. JVTDDO-Methode INDO- und Jf/ÄDO-Näherungen CiNTDO-Methode ЕЯ-Methode SCCC-Methode л-elektronen-methoden PPP-Methode HifO-Methode 159 Literatur 160 Anhang II Weiterführende SpeziaUiteratur 162 Sachregister 169 i