固体表面化学

❶ 固体表面发生化学吸附的原因是什么

吸附质分子与固体表面原子（或分子）发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附

❷ 表面化学的具体应用

表面的定义
物质的两相之间密切接触的过渡区称为界面（interface），若其中一相为气体，这种界面通常称为表面（surfase）。
表面化学的定义
凡是在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界面现象（interfase phenomena）或表面现象（surfase phenomena）。
研究各种表面现象实质的科学称为表面化学。

表面化学在20世纪40年代前，得到了迅猛发展，大量的研究成果被广泛应用于各生产部门，如涂料、建材、冶金、能源等行业；但就学科来说它只是作为物理化学的一个分支—胶体化学。到了60年代末70年代初，人们从微观水平上对表面现象进行研究，使得表面化学得到飞速发展，表面化学作为一门基础学科的地位被真正确立。
表面化学对于化学工业很重要，物质接触表面发生的化学反应对工业生产运作至关重要。同时，它可以帮助我们了解不同的过程，例如铁为什么生锈、燃料电池如何工作、汽车内催化剂如何工作等。此外，表面化学反应对于许多工业生产起着重要作用，例如人工肥料的生产。表面化学甚至能解释臭气层破坏，半导体工业也是与表面化学相关联的科学领域。
由于半导体工业的发展，现代表面化学于60年代开始出现。格哈德·埃特尔（Gerhard Ertl）是首批发现新技术潜力的科学家之一。他逐步建立表面化学的研究方法，向人们展示不同实验过程产生表面反应的全貌。这门科学需要先进的真空实验设备，以观察金属上原子和分子层次如何运作，确定何种物质被置入系统。
格哈德·埃特尔的观察为现化表面化学提供了科学基础，他的方法不仅被用于学术研究而且被用于化学工业研发。格哈德·埃特尔发明的研究方法，基于他对哈伯-博施法的研究，应用哈伯-博施法可以从空气中提取氮，这一点具有重要的经济意义。埃特尔还对铂催化剂上一氧化碳氧化反应进行研究，这种化学反应主要发生在汽车催化剂中，以过滤汽车产生的废气。

埃特尔的工作始于20世纪60年代，那时，由于半导体工业的兴起，真空技术得到发展，现代表面化学开始出现。固体表面的化学反应非常活跃，因而需要先进的真空实验设备，格哈德·埃特尔是最先发现新技术潜力的科学家之一。
这一领域看似晦涩，其实并不遥远。合成氨的研究就是一例。合成氨是人工化肥的主要有效成分，可以说是现代农业的基础之一。将氢气和氮气在催化剂的作用下人工合成氨，叫做哈伯·博施(Haber－Bosch)法(这一方法的发明者弗里茨·哈伯曾获得1918年的诺贝尔化学奖)。传统催化剂用铁作为活性成分，氢气和氮气在上面发生反应，这正是表面化学的用武之地。然而传统的方法有一个步骤反应极慢，能耗很大。借助一些新的研究方法，埃特尔发现了这一过程的瓶颈所在，并完全阐明了氢气和氮气在铁催化剂表面反应的七个步骤。在了解反应过程之后，只要“疏通”最慢的那个环节，整个反应的效率就会大为改观。这就好比疏通了一个交通要道的堵车点。埃特尔的工作为研发新一代合成氨催化剂奠定了基础，具有重要的经济意义。
埃特尔的另一重要贡献是对在铂催化剂上一氧化碳氧化反应的研究。一氧化碳是汽车尾气中的有毒气体，在排到大气前，必须将其氧化成二氧化碳。埃特尔发现在反应的不同时相，几个反应步骤的速率变化很大，这一看似简单的过程比哈伯－博施反应还要复杂得多。埃特尔详尽研究了这一过程，他所使用的一些研究方法对于研究复杂介面上的化学反应具有极大的启示作用。
埃特尔的研究领域很广。他还用表面科学的方法和手段来研究很多相关领域的科学问题，包括燃料电池、臭氧层破坏等。他所发展出来的方法，广泛影响了表面化学的进展，而且他的实际影响并不仅仅在于学术研究，还涉及到农业和化学工业研发的多个方面。

表面化学应用
1、清洗铂金表面的碳氧化物。
2、空调系统中的氟利昂，通过小冰晶体表面化学反应破坏臭氧层。
3、金属表面暴露在氧气中时生锈。
4、电子工业中，制作半导体元件。

❸ 德国化学家格哈德埃特尔在固体表面化学的研究中取得了非凡的成就，其成果之一是揭示了氮气与氢气在催化

催化剂在起作用时需要一定的温度，一开始还没起作用，氮分子和氢分子在无规则运动，催化剂在起作用时氢分子和氮分子在有序的排列在催化剂表面，氢分子分成氢原子，氮分子分成氮原子，氢原子和氮原子结合成氨分子附着在催化剂表面，反应结束后脱离催化剂表面．
故选D．

❹ 2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现．使CO、NO

A、在该反应中铂是催化剂，起催化作用，故A正确；
B、根据信息“使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成两种无毒气体”，可以得出NOx是在铂表面生成N₂，故B正确；
C、CO能被O₂、NO_x氧化，所以CO在铂表面可能和O₂、NO_x反应，生成CO₂和N₂，故C正确；
D、CO₂虽然能引起温室效应，但是它是一种无毒的气体，不能与人体中的血红蛋白结合，故D错误；
故选D．

❺ 什么叫固体表面的化学反应

就是发生在固体表面的化学反应 举例：合成氨用的铁粉作催化剂 催化反应就发生在铁粉表面
因为固体与其他相态的物质反应，接触面都是表面，所以反应也就发生在表面

❻ 赵震的目前的主要研究方向

目前的主要研究方向包括：石油化工催化、环境催化和固体表面化学。石油化工催化包括：天然气及炼厂气优化利用催化技术（甲烷及低碳烷烃的活化及选择氧化催化剂、C4烃基及汽油催化裂解制低碳烯烃高效催化剂）、重芳烃的催化利用技术及柴油深度加氢脱硫脱芳烃催化剂研究；环境催化主要致力于柴油发动机尾气净化催化剂及石油化工废气净化处理催化技术研究；固体表面化学方面的研究主要是对固体催化剂的动、静态表征、原位动态反应研究（固体催化材料及催化反应的红外、紫外－可见－近红外及激光拉曼光谱研究），以期在分子水平上建立催化剂的组成、结构与反应性能的关系。

❼ 固体表面化学在材料相关领域应用中的现状与发展趋势

材料应用现状与 新材料的发展趋势一、材料应用的现状目前,用量最大的材料是钢铁材料和铝合金、铜合金、钛 合金及镍合金等有色金属。

❽ 德国化学家格哈德埃特尔，因在“固体表面的化学反应”研究中取得了开拓性成就面获得诺贝尔化学奖．他的