Использование сравнительно большого числа экспериментальных методов связано в первую очередь с недостаточностью сведений о механизме катализа, отсутствием полной связи феноменологиче­ских параметров, определяющих катализ, с тонкой структурой веще­ства, Не представляется возможным назвать все факторы, опреде­ляющие скорость реакции, или составить прогноз выбора того или иного наилучшего по каталитическим свойствам материала.

Имеется множество противоречивых сведений о поведении ката­лизаторов, полученных на основе экспериментальных данных в ве­дущих лабораториях мира. Приведем некоторые примеры.

1. Непонятна связь концентраций дефектов в кристаллах с ка­талитической активностью. Известно, что в хорошо отожженном кристалле на 1 см2 поверхности приходится 10!о поверхностных центров. Есть кристаллы, у которых число поверхностных центров составляет 1015 на 1 см2. В зоне дислокации следует ожидать изме­нения химического потенциала адсорбированных частиц, что долж­но сказаться на каталитических процессах. Дислокации, кроме того, являются источниками (стоками) вакансий, поэтому на них может происходить аккомодация примесей. Экспериментальные же данные по корреляции концентраций дефектов и каталитической активности крайне противоречивы. Сосновским, Ухарой и др. [3.28] установле­на пропорциональность между ростом числа дислокации (получен­ных ионной бомбардировкой или механическим напряжением) и ускорением скорости процесса катализа; при уменьшении числа дис­локаций (путем отжига) скорость реакции замедлялась. По Вудвор­ду [3.29] — наоборот: окисление этилена на монокристаллах сереб­ра происходит с меньшей скоростью при увеличении плотности дис­локаций.

2. Не установлена связь между скоростью реакции и кристал­лографической ориентацией на поверхности, несмотря на обилие ли­тературы по этому вопросу. Имеется множество экспериментов, под­тверждающих эту связь, но в других исследованиях показано, что скорость катализа не зависит от кристаллографической ориентации.

3. Противоречивы сведения о влиянии проводимости на процесс катализа. Разбиение катализаторов на три группы по их проводи­мости (работы Даудена) и попытки связать проводимость (через плотность электронов и электронные характеристики металлов) с каталитической активностью не дали желаемых результатов. На­ряду с установлением корреляций между заселенностью d-зон ни­келя электронами и активностью металлов и сплавов обнаружено, в первую очередь на полупроводниках, что энергия активации умень­шается по мере того, как увеличивается концентрация электронов в поверхностной зоне (работы Шваба по окислению окиси углерода иа ZnO). И совершенно необъяснима с позиций теории Даудена

каталитическая активность диэлектриков, например алюмосиликатов при крекинге, проводимость которых ничтожна.

Мы не будем останавливаться на традиционных методах иссле­дований процессов, связанных с катализом (например, метод опре­деления поверхности по количеству адсорбированного газа — метод БЭТ, порометрия, вращающийся электрод, электрокапиллярные ме­тоды и т. п.). В нашем обзоре мы расскажем о новых и бурно развивающихся направлениях экспериментальной физики, пережи­вающей период становления и накопления банка информации о раз­личных параметрах структур, в первую очередь поверхности, границ раздела сред, в той или иной степени, а иногда и косвенно ответст­венных за сложное явление, именуемое обобщенным термином «ка­тализ».