Вивчено адсорбацію саліцилової, ацетилсаліцилової, аскорбінової, нікотинової кислот на мідному електроді в катодній області потенціалів. Показано, що залежно від потенціалу електрода досліджені кислоти адсорбуються у вигляді аніонів або нейтральних молекул. Встановлено особливості процесу адсорбції, пов'язані з будовою та ступенем дисоціації кислот, а також присутністю в розчині кисню.

Розглянуто основні закономірності адсорбції капринату, лаурату, міристату та пальмітату калію свіжоосадженими гідроксидами ітербію та празеодиму. Розраховано основні термодинамічні характеристики - константу адсорбційної рівноваги, зміну вільної енергії, ентальпію та ентропію - процесу адсорбції. Показано, що адсорбція носить переважно хімічний характер і здійснюється за рахунок утворення координаційного та водневого зв'язків між молекулами адсорбенту та іонами адсорбату.

Квантовохімічним методом СУП МО ЛКАО в наближенні НДП виконано розрахунок електронної структури адсорбційних комплексів кисню і монооксиду вуглецю на поверхні кристалічного AlN (структурний тип вюрциту). Показано, що центрами адсорбції молекулярного кисню є катіони алюмінію, а атомарного - катіони алюмінію та азот. Адсорбований кисень відносно поверхні проявляє акцепторні властивості. В процесі адсорбції СО спостерігається часткове перенесення електронної густини від молекул адсорбату на поверхню каталізатора AlN, що є причиною стабілізації зв'язку С - О.

За результатами спектроскопічних та адсорбційних досліджень установлено, що метиленовий синій необоротно адсорбується на силікагелі завдяки донорно-акцепторній взаємодії з поверхнею оксиду та з адсорбованими агрегатами барвника.

Узагальнено літературні та власні дані автора з калориметричних і хроматографічних теплот сорбції води, метанолу, оксиду вуглецю, аміаку та деяких інших полярних речовин на широкому колі адсорбентів: графітованій сажі та активних вуглях, кремнеземі та оксиді алюмінію, шаруватих силікатах, синтетичних і природних цеолітах, мезопористих молекулярних ситах. Результати проаналізовано з позицій енергетичної стехіометрії. Показано важливість такого підходу для розвитку науки про поверхневі явища й адсорбцію.

Досліджено ефект впливу адсорбції аміаку на електронні властивості і фотолюмінесценцію зразків поруватого кремнію (ПК). Зразки мають характерну неоднорідність поруватої і хімічної структур вздовж поверхні матеріалу і по його глибині. Обговорюється можливий механізм явищ, що спостерігаються.

Досліджено вплив протікання обмінних реакцій у розчинах та високотемпературних твердофазних обмінних реакцій в електротермічних атомізаторах в присутності металокомплексних модифікаторів оксихінолінатів міді та магнію на аналітичний сигнал індію, кадмію, сурми, нікелю, марганцю. Встановлено різний механізм термостабілізації в присутності металокомплексних модифікаторів для досліджуваних елементів. Показано, що термостабілізуюча здатність оксихіноліната магнію не поступається модифікаторам на основі солей магнію, паладію, що дозволяє ефективно усувати вплив складних сольових матриць.

Експериментально виявлено ефект появи електрорушійної сили на контактах зразків мікропоруватого кремнію з характерною неоднорідністю параметрів вздовж поверхні матеріалу після адсорбції аміаку та під дією освітлення. Обгрунтовано фізичний механізм явища.

Запропоновано приклади та задачі з технології виготовлення контактних мас, окиснення аміаку та діоксиду сірки, каталітичної очистки газових викидів, іонітної очистки. На сучасному етапі поставлено важливе завдання - створити нові хімічні процеси з високоефективними каталітичними системами, які забезпечують значне прискорення хімічних реакцій.

Запропоновано квантовохімічну модель адсорбції органічних молекул на поверхні металу в розчинах електролітів. В основі підходу лежить метод електростатичних зображень, модифікований на випадок присутності подвійного електричного шару і реалізований у рамках методу ППП. Результати розрахунків добре узгоджуються з наявними експериментальними даними.

Описаны теоретические методы, используемые при рассмотрении электронного строения поверхности твердых оксидов, а также результаты их применения для изучения электростатических аспектов адсорбации на поверхности дисперсных кремнеземов и цеолитов; рассмотрена роль электростатического поля кристалла в адсорбации на поверхности диоксида кремния, исследована роль электростатических взаимодействий в цеолитах. Проанализировано влияние на распределение электростатического потенциала таких факторов, как химическая модификация поверхности, ее гидратация и изоморфное замещение кремния на алюминий. Проанализированы свойства бренстедовских кислотных центров цеолитов и роль их поверхности в процессе конверсии метанола в этилен.

Методом термодесорбційної спектрометрії досліджено сорбцію водню нанопористим вуглецем за температур 570...970 К. Термодесорбційні спектри складаються з кількох фаз, зумовлених хемосорбцією в декілька незалежних станів на поверхні нанопористого вуглецю. Кожен із цих станів охарактеризовано енергією активації та передекспоненціальними множниками констант швидкості десорбції. Отримано оцінки ефективної енергії активації та теплоти сорбції.

Розроблено кінетичну модель парогазового активування біпористого вугілля. Показано, що перехід частини мікропор під час їх зростання у дрібні мезопори суттєво впливає на структурно-сорбційні характеристики вугілля. Перевірено адекватність запропонованої моделі на прикладі одержання синтетичного вугілля СКН.

Вивчено електронну будову кластерів, що моделюють адсорбційні комплекси молекули кисню на поодиноких ізольованих та суміжних аніонних вакансіях грані (110) поверхні рутилу. Зроблено висновок про існування на дефектній поверхні рутилу двох типів таких адсорбційних комплексів.

Работа посвящена выяснению влияния внешнего электрического и электростатического поля поверхностного слоя ионного кристалла на структуру адсорбционных комплексов, а также исследованию их роли в протекании физико-химических процессов на границе раздела "твердое тело - газ". Рассмотрены элементарные механизмы адсорбционных процессов и химических превращений с учетом электростатических эффектов на основе кластерных моделей для таких типичных оксидов с существенно различающейся шириной запрещенной зоны, как диоксиды кремния и титана. Излагаются теоретические аспекты строения и свойств поверхностного слоя кристаллических оксидов, проведен анализ природы адсорбционных процессов на поверхности кремнезема и алюмокремнезема, влияния электростатического поля обменных катионов цеолитов на конверсию метанола в этилен. Осуществлено квантовохимическое изучение роли электростатического поля поверхности электрода в электрохимических превращениях органических молекул. Детально рассмотрены строение и моделирование поверхности и электростатический потенциал в поверхностном слое кристаллических модификаций диоксида титана (рутил, анатаз), механизмы молекулярной и диссоциативной адсорбции воды на различных кристаллических гранях, влияние примесных ионов железа и алюминия на адсорбционные свойства оксида титана.

Для різного типу селікагелів, цеолітів і кристалічних мікропористих алюмофосфатів визначено їх ефективність в адсорбційній системі охолодження. На підставі одержаних результатів запропоновано метод оцінки ефективності адсорбенту за ізотермою його гідратації без експериментального визначення температурної залежності параметрів адсорбційної рівноваги.

Для широкого кола іонів металів (лужних, лужноземельних, перехідних, благородних та ін.) визначено сорбційну ємність і селективність у двох- та багатокомпонентних сумішах окисненого вугілля з різною кількістю кисневмісних поверхневих функціональних груп. Обговорено причини спостережуваних змін, їх зв'язок з природою та кількістю кисневмісних поверхневих функціональних груп і можливості практичного використання.

Получено распределение электростатического потенциала для трех моделей гидратной оболочки поверхности кремнезема, позволившие определить места первичной локализации на ней катионов. Установлено, что области минимальных значений потенциала расположены не возле силанольной группы, а у атома кислорода адсорбированной молекулы воды. Возможные траектории движения катионов из раствора или газовой фазы к минимумам потенциала проходят целиком по областям его отрицательных значений. Полученные данные свидетельствуют о том, что в результате ионного обмена освобождаются протоны адсорбированной воды.

Продемонстровано два варіанти адсорбції хлоридних комплексів на платині, що обумовлені співвідношенням міцності комплексів до енергії взаємодії Pt-поверхні з хлор-аніоном.

Методом ССП МО ЛКАО в валентном приближении МЧПДП/3 исследовано пространственное и электронное строение кластеров, моделирующих различные участки поверхности алюмокремнеземов. Установлено, что при изоморфном замещении в поверхностном слое кремнезема гидроксилированных атомов кремния на алюминий образуются кислотные центры льюисовского типа. При аналогичном замещении атомов кремния, связанных четырьмя силоксановыми связями с соседними атомами кремния, реализуются кислотные центры бренстедовского типа. Рассмотрение локальной плотности состояний показало, что на трехкоординированных поверхностных атомах алюминия, а также на гидроксилированных атомах кремния локализованы вакантные поверхностные электронные состояния. Эти состояния могут быть ответственны за координационное связывание электронодонорных молекул гидроксилированными поверхностными атомами кремния.