原标题:二氧化镓表面氢化物和羟基物质的研究
Ga2O3(二氧化镓)表面氢化物和羟基物质的研究,以及它们在不同温度下的反应特性。以下是对这段文字的详细分析:
- 原位形成的不配位Ga引发的解离:这意味着在二氧化镓的表面,存在一些未与其他原子或分子结合的镓原子(不配位Ga),这些原子可能参与了氢气(H2)的解离过程。
- 氢化物和羟基物质的存在:通过检测到的H2和红外线光谱,研究人员确认了氢化物(H-)和羟基(OH-)物质在Ga2O3表面的存在。
- 异质化途径:这可能指的是氢气在Ga2O3表面的非均相催化解离,即在特定的活性位点上发生。
- 表面氘化物和氘代羟基与气态H2的温度依赖换化学:这里提到了使用氘(D,氢的同位素)标记的化合物来研究氢气与表面化合物的交换反应,并且这种交换反应依赖于温度。
- Ga-OD和Ga-D的特征吸收峰:在红外光谱中,Ga-OD(镓-氧-氘键)在约2670 cm^-1处有一个吸收峰,而Ga-D(镓-氘键)在约1410 cm^-1处有一个吸收峰。这些峰的位置随温度变化而变化,表明了它们在不同温度下的反应活性。
- 温度升高至350°C后的反应:当温度升高至350°C时,剩余的Ga-D与H2完全交换形成HD(氘化氢),这表明了高温下氢气与表面化合物的交换反应更为活跃。
- TKA-MS的定量测量:使用热导分析-质谱联用技术(Thermal Conductivity Analyzer - Mass Spectrometry,简称TKA-MS)来定量测量H2的消耗量,以确定表面氢化物和羟基的浓度。
- α-Ga2O3与β-Ga2O3的吸附能力差异:研究发现,α-Ga2O3的氢解离吸附能力比β-Ga2O3高20倍。
- 氢化物与羟基的含量:在α-Ga2O3上,氢化物和羟基的含量分别为1.50和0.27 mmol/g,而氢化物与羟基的比值与化学计量比1有显著偏差。
- 高覆盖率的GaHx配合物:在α-Ga2O3上,氢化物与表面Ga3+的比率高达1.6,这表明可能形成了高覆盖率的GaHx配合物(x > 1)。
- 产生额外氢化物的第二个过程:研究者推测在α-Ga2O3上可能存在一个额外的氢化物生成过程,即氢气的均相解离。