Work function in studying mechanism and kinetics of heterogeneous reactions in the system : oxygen-nonstoichiometric oxides

(Research Laboratories of Catalysis and Surface Chemistry, Polish Academy of Sciences, ul. Niezapominajek, 30-239 Krakόw), Poland.

Abstract

Mechanics and kinetics of oxygen chemisorption and its incorporation into the lattice of nonstoichiometric oxides have been discussed. Divergencies in structural properties between the bulk and the surface layer of the oxide lattice have been considered. The electronic properties of nonstoichiometric oxides have been described in terms of energetic model of semiconductor surface and the work function has been defined as the parameter characterizing the surface properties.

The method of the work function measurements for studying polycrystalline oxides has been described. The experimental data have been given to illustrate the application of the work function measurements for kinetic investigations of chemisorption and ionic transport processes in the surface layer of nonstoichiometric oxides. Application of high temperature measurements of the work function for studying phase equilibria in metal oxides has been discussed.

Résumé

On a étudié le mécanisme et la cinétique de la chimisorption de l’oxygène ainsi que son incorporation dans le réseau d’oxydes non-stœchiométriques en tenant compte des différences de leurs propriétés dans la masse et en surface. Les propriétés électroniques des oxydes non-stœchiométriques sont décrits d’après le modèle énergétique de la surface des semi-conducteurs, les propriétés superficielles étant caractérisées par les valeurs du travail d’extraction des électrons.

On décrit la méthode utilisée pour la mesure dans le cas d'échantillons polycristallins. Les résultats expérimentaux illustrent son application à des études cinétiques de la chimisorption et des transports d’ions dans la couche superficielle d'oxydes non-stœchiométriques. On discute de l’extension des mesures à des températures élevées pour l’étude d’équilibres de transitions de phases dans des oxydes métalliques.