1、,2007年诺贝尔化学奖,学生: 高志方,得主：格哈德-埃特尔（德）成就：表面化学的突破性研究进展,目 录,人物简介,重要贡献以及表面的发展史,研究原理,研究方法与成果展望,1.人物简介,格哈德.埃特尔（1936.10.10）生于德国斯图加特，1965年在慕尼黑工业大学获得博士学位。获得2007年度诺贝尔化学奖，因他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献，他获得的奖金额达1000万瑞典克朗(约合154万美元)。,解决了氢原子是如何在Pd、Pt和Ni等金属表面组织排列的问题,2.重要贡献,对哈伯一博施法合成氨反应催化机理的研究,对CO催化氧化的研究及非线性动力学理论的建立,表面化学的发展史,19
2、12年使用镍、钴、铜等金属氧化物为催化剂，分解有机物产生氢,1918年元素合成氨法（多相催化）,1932年表面化学和等离子发射,1956年化学反应机制研究,1986年化学基本过程动力学,2007年固体表面化学研究,氢在金属表面的研究,萨巴蒂埃因发现精细金属颗粒催化有机物加氢的方法获1912年度诺贝尔化学。,此后，这种方法最重要的分子现象是氢分子在金属表面吸附并分解为氢原子（氢原子如何排列）,2003年埃特尔解释了氢原子如何在金属表面排列。更好理解了有机分子加氢、电化学在金属电极使用。,使用低能电子衍（LEED）,氢解吸的测量和建模,氢在金属表面的研究,氢原子在Pt(111)表面的单层组织排列,
3、哈伯一博施法令成氨反应各步能量变化,对哈伯一博施法合成氨反应催化机理的研究,合成氨过程示意图 。白色球代表N原子，灰色小球代表氢原子,对哈伯一博施法合成氨反应催化机理的研究,哈伯因合成氨的发明获得1918年诺贝尔化学奖（曾试验过5000中催化剂，进行了2万次的炒菜式实验找到了适合于生产的铁催化剂），但由于没有精确的理论模型，人们没有弄清楚整个反应流程。,1.氮原子的确定： 通过把一个清洁光滑的铁表面放在真空腔中，确定合成氨催化反应中与氢原子直接反应的是氮原子而不是氮分子。,2.氮氢键形成的确定： 通过可逆反应的逆反应确定三个氮氢键不是同时断裂，而是一个接一个的断裂。,3.反应速率的确定： 通过
4、在反应体系中注入重氮法测定了最后一步的反应速率与活化能。其模型成功在工业生产中得到了解释。,CO氧化与非线性反应动力学,用金属Pt表面催化C0氧化反应是汽车尾气催化净化过程中的主要反应之一，埃特尔对这个催化反应的模型进行了深入研究，并开创了固体表面化学反应非线性反应动力学研究领域。通过检测反应体系中CO的压力变化，发现其生成速率随反应时间发生振荡。在随后的一系列开创性工作中，埃特尔通过原位研究CO氧化反应速率与Pt单晶表面反应物种浓度、表面结构之间的关系，提出了Pt单晶表面催化CO氧化反应非线性反应动力学的微观模型。,PEEM原位动态观察Pt表面催化CO氧化反应的螺旋波,合理假设,辅助设备：如原子力显微技术、透射电子显微技术、高分辨电子显微技术、电子衍射、x射线衍射、显微图像分析仪、飞秒激光技术等实现原位在线的实验研究，观察在表面上原子和分子的动态学,研究方法,建立模型,计算机分子模拟,工作研究,成果展望,为“氢燃料电池”、“混合动力汽车”等新能源产生提供理论基础。 模仿豆科植物的根瘤菌从空气中固氮。 汽车排气管道中的催化剂是如何工作的。,谢谢大家,
