- 촉매 흡착량과 반응속도와의 관계는?
- 궁금이 (2001/11/02)추천0 조회수2301
- 안녕하세요? 저는 MOCVD 관련된 공부를 하고있는 학생입니다.
제가 하고있는 실험은 기판에 촉매작용을 하는 물질을 흡착시키고 박막을 증착시키는 공정입니다. 같은 온도에서 MO Source의 열분해에 의한 증착속도보다 촉매를 흡착시킨후 박막을 증착한 경우 증착속도가 더 높은 것을 확인했습니다.
촉매의 흡착량(surface coverage)과 증착속도와의 관계는 어떻게 되는지 알 수 있을까요? 촉매의 양이 아주 적은 양에서 점점 증가할 경우 흡착량과 증착속도가 단순히 선형적인 관계인지 아니면 arrehenious plot에서 활성화 에너지를 점점 낮추는 역할을 하는지 궁금합니다. 촉매의 양과 반응속도의 관계에 대한 식이나 문헌을 아시면 소개 부탁드립니다.
그리고 표면에 흡착된 소량의 물질을 정량 분석할 수 있는 방법이 있을까요? 참고로 저는 AES,RBS,SIMS로 분석을 했는데 AES의 경우는 다른 물질과 peak이 겹치고 SIMS로는 충분한 양이 검출
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관리자 (2001-11-03 09:47:25)+덧글답변
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일반적으로 촉매반응에 있어서 속도론은 촉매의 양(보다 정확하게는 W/F, 물론 mass transfer limitation에서 벗어나는 영역에서...)을 고정시킨 상태에서 반응물과 생성물의 평형농도에 관한 의존성을 구하는 것입니다. 말씀하신 상황에서는 일단 반응속도상수를 실험적으로 구하셔야 되지 않을까 합니다. 반응속도와 반응물, 생성물의 평형농도에 관한 데이터를 수집한 후, 적당한(?) correlation에 의해 반응속도상수를 구하고 이러한 반응속도상수를 여러 온도범위에서 구함으로써 속도상수의 arrehnius 관계식을 유도해야 할 것으로 보입니다. 촉매의 양이 많아진다는 것은 결국, 무촉매반응의 경우로 돌려 생각해본다면 반응물과의 충돌빈도가 많아지는 것을 의미하기 때문에 반응속도상수에 직접적인 영향을 줄 것으로 보이며 추측으로는 쉽게 선형적인 관계성을 보이지는 않을 것 같습니다. 원하는 생성물이 아닌 부산물이 많아지면 특히 그러할 것으로 보이는데, 이는 반응시스템에 철저히 의존하는 문제라고 봅니다. (물론 제 개인적인 의견입니다다만...)
그리고 말씀주신 금속의 coverage는 ESCA(XPS)를 사용하시면 어떨까 합니다. 기준이 되는 물질이 샘플안에 있으면 정량이 가능할 것으로 보입니다. 그리고 일반적인 coverage의 계산은 probe molecule을 이용한 흡착법에 의해 구할 수 있는 것으로 알고 있습니다. 물론 probe molecule과 금속간의 흡착당량을 알아야 합니다. (금속과 probe간에 1:1 흡착이라면 가장 좋습니다.) 아래 copper의 표면농도 구하는 것에 관한 토의도 같은 맥략의 방법입니다. 이를 통해서, 금속의 dispersion도 쉽게 구해질 수 있습니다.
도움이 될지 모르겠습니다. 계속 좋은 정보 등이 있으면 글을 올려드리겠습니다.
그리고 말씀주신 금속의 coverage는 ESCA(XPS)를 사용하시면 어떨까 합니다. 기준이 되는 물질이 샘플안에 있으면 정량이 가능할 것으로 보입니다. 그리고 일반적인 coverage의 계산은 probe molecule을 이용한 흡착법에 의해 구할 수 있는 것으로 알고 있습니다. 물론 probe molecule과 금속간의 흡착당량을 알아야 합니다. (금속과 probe간에 1:1 흡착이라면 가장 좋습니다.) 아래 copper의 표면농도 구하는 것에 관한 토의도 같은 맥략의 방법입니다. 이를 통해서, 금속의 dispersion도 쉽게 구해질 수 있습니다.
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