Desorption and crystallisation of binary 2-propanol and water ices adsorbed on graphite
Desorption and crystallisation of binary 2-propanol and water ices adsorbed on graphite
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石墨吸附二元2-丙醇和水冰的解吸和结晶
DOI：
10.1039/c7ra10410c
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Ayling S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ayling S
醇类，包括2-丙醇，在一系列工业应用中很重要，也存在于寒冷的天体物理环境中，如彗星和星际空间，在那里它们经常冻结在碳质颗粒表面。在这些区域，醇和水冰之间的相互作用在表面化学中起着至关重要的作用。因此，我们进行了详细的程序升温脱附（TPD）和反射吸收红外光谱（RAIRS）的调查，以阐明的物理化学的吸附，解吸和结晶的2-丙醇和水冰吸附在石墨在26 K。氢键在纯2-丙醇和含有2-丙醇和水冰的二元冰的物理化学中起着关键作用。单层2-丙醇强烈的物理吸附在石墨表面上，并随着覆盖率的增加，退火导致解吸的第一无定形，然后结晶，2-丙醇多层。结晶在RAIR光谱中也是明显的，其显示在吸附的2-丙醇层的退火上的显著变化。在含有无定形固体水和2-丙醇的二元冰系统中，醇的解吸和结晶被修改。水冰抑制了异丙醇的结晶，并在TPD中引起共解吸。此外，2-丙醇也强烈影响水的行为，即使少量的醇也会改变水冰的结晶动力学，导致水仅以其无定形形式解吸。
Alcohols, including 2-propanol, are important in a range of industrial applications, and are also found in cold astrophysical environments such as comets and interstellar space, where they are often frozen out on carbonaceous grain surfaces. In these regions, the interaction between alcohols and water ice plays a crucial role in the surface chemistry. We have therefore undertaken a detailed temperature programmed desorption (TPD) and reflection absorption infrared spectroscopy (RAIRS) investigation to elucidate the physical chemistry of the adsorption, desorption and crystallisation of 2-propanol and water ices adsorbed on graphite at 26 K. Hydrogen bonding plays a critical role in the physical chemistry of both pure 2-propanol and of binary ices containing 2-propanol and water ice. Monolayer 2-propanol physisorbs strongly on the graphite surface, and with increasing coverage, annealing leads to the desorption of first amorphous, and then crystalline, 2-propanol multilayers. Crystallisation is also evident in RAIR spectra, which show marked changes on annealing of the adsorbed 2-propanol layer. In binary ice systems containing amorphous solid water and 2-propanol, the desorption and crystallisation of the alcohol is modified. The water ice inhibits the 2-propanol crystallisation and gives rise to co-desorption in TPD. In addition, the 2-propanol also strongly influences the behaviour of the water, with even small amounts of the alcohol changing the crystallisation kinetics of water ice, leading to the desorption of water solely in its amorphous form.
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