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一些常见气体分子在半导体氧化物上吸附的带电情况如表所示。由表可见,通常情况下气体分子被化学吸附后所带电荷的性质不仅决定于催化剂的性质,也与气体分子的本性有关。烃类及其衍生物在半导体氧化物上吸附后一般带正电,与半导体的类型无关。例如,丙烯在n型半导体ZnO、V2O5,P型半导体NiO及本征半导体CuO上化学吸附时均带正电荷。而半导体类型不同,只在供给被吸附气体分子电子或空穴方式上有所不同。如丙烯在P型半导体NiO上化学吸附时,丙烯中电子转移到满带的空穴中;相反,丙烯在n型半导体ZnO上化学吸附时,丙烯中电子转移到导带中。
半导体中的自由电子和空穴,在化学吸附中起着接受电子的作用,与催化活性密切相关。如果气体在半导体氧化物上的化学吸附能使半导体的电荷负载增加,半导体的电荷负载减少而电导降低,化学吸附就较难发生,又称“衰减吸附”。
根据化学吸附状态可分为三种吸附类型:
1、弱键吸附。半导体氧化物的自由电子或空穴没有参与吸附键的形成,被吸附分子仍保持电中性,这种结合状态称为弱键吸附。
2、受主键吸附(强n键吸附)。受主键吸附是指吸附分子从半导体氧化物表面得到电子,吸附分子以负离子态吸附。
3、施主键吸附(强p键吸附)。施主键吸附是指吸附分子将电子转移给半导体氧化物表面,吸附分子以正离子态吸附。
文章来源:洛克斯石油论坛 洛克斯石油网
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