Инд. авторы:	Быков В.И., Мамаш Е.А., Лешаков О.Э.
Заглавие:	Моделирование неидеального адсорбционного слоя для каталитических реакций с несколькими интермедиатами на примере механизма Ленгмюра - Хиншельвуда
Библ. ссылка:	Быков В.И., Мамаш Е.А., Лешаков О.Э. Моделирование неидеального адсорбционного слоя для каталитических реакций с несколькими интермедиатами на примере механизма Ленгмюра - Хиншельвуда // Вычислительные технологии. - 2014. - Т.19. - № 5. - С.15-23. - ISSN 1560-7534. - EISSN 2313-691X.
Внешние системы:	РИНЦ: 22482114;
Реферат:	rus: Для модели неидеального адсорбционного слоя с двумя типами адсорбированных веществ с применением метода трансфер-матрицы построены изотермы адсорбции при различных значениях энергий латеральных взаимодействий. Для неидеальной модели механизма Ленгмюра - Хиншельвуда провёден параметрический анализ. eng: Traditionally, modeling of complex reactions is implemented in accordance with the mass action law (active surfaces for heterogeneous reactions), i.e. within frameworks of ideal models of chemical kinetics. However, the description of real systems, whose behavior is significantly different from the "ideal", requires implementation of more adequate models. These models need to take into account the influence of complicating factors, first of all, the chemical non-ideality and non-ideality of the adsorbed overlayer of the catalyst. Purpose. In this paper we consider a kinetic model formulated under assumptions of a non-ideal model of the adsorbed overlayer based on the classic example of the Langmuir - Hinshelwood adsorption mechanism with two intermediates. Methodology. The mathematical model of the mechanism linking the macroscopic parameters (surface coverage) with microscopic (lateral interaction energies of adsorbed particles) is presented. We use both 1D and 2D lattice gas model on a square lattice as the model of the adsorbed overlayer. The adsorption isotherms are calculated using the transfer matrix method well known in statistical physics. Findings. It is shown that the profile of the isotherms is completely determined by the values of energies of lateral interactions. The qualitative analysis of the model is carried out; exact analytical expressions for the bifurcation curves are obtained. Originality. The numerical analysis of the model, conducted through the use of the transfer matrix method showed the possibility of self-oscillations both within linear lattice gas model and the square lattice gas model.
Ключевые слова:	transfer-matrix; non-ideal models; Catalytic reactions; параметрический анализ; трансфер-матрица; неидеальные модели; каталитические реакции; Parametric analysis;
Издано:	2014
Физ. характеристика:	с.15-23
Цитирование:	1. Быков В.И., Цыбенова С.Б. Нелинейные модели химической кинетики. М.: КРАСАНД, 2011. 400 с. 2. Димитров В.И. Простая кинетика. Новосибирск: Наука, 1982. 382 с. 3. Азатян В.В., Андрианова З.С., Иванова А.Н. Моделирование ингибирования распространения пламени в водородовоздушной среде // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51, № 4. С. 483-491. 4. Feinberg M. On chemical kinetics of a certain class // Arch. Rat. Mech. Anal. 1972. Vol. 46, No. 1. P. 1-41. 5. Bykov V.I., Gorban A.N., Yablonskii G.S. Description of nonisothermal reactions in terms of Marcelin-de Donder kinetics and its generalizations // React. Kinet. Catal. Lett. 1982. Vol. 20, No. 34. P. 261-256. 6. Быков В.И., Иванова А.Н. Химическая неидеальность как причина критических явлений // Кинетика и катализ. 1986. Т. 27, вып. 1. С. 73-79. 7. Myshlyavtsev A.V., Samdanchap R.T. Criterion of multiplicity of steady states and the explicit expression for bifurcation set in the simplest model of a catalytic reaction with an arbitrary isotherm // React. Kinet. Catal. Lett. 1994. Vol. 53, No. 2. P. 269-276. 8. Быков В.И., Мамаш Е.А. Нестационарные кинетические модели некоторых типовых каталитических механизмов // Кинетика и катализ. 2012. Т. 53, № 5. С. 556-562. 9. Мышлявцев А.В., Мышлявцева М.Д. Латеральные взаимодействия в адсорбционном слое и критические явления в реакции, протекающей по помеханизму Ленгмюра - Хиншельвуда // Там же. 2007. Т. 48, № 4. C. 576-585. 10. Мышлявцев А.В., Мышлявцева М.Д. Вычислительные аспекты метода трансферматрицы. Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2000. 102 с. 11. Товбин Ю.К., Черкасов А.В. Влияние неидеальности адсорбционной системы на число стационарных решений простейшего каталитического процесса // Теор. и эксперим. химия. 1984. Т. 20, № 4. С. 507-512. 12. Zhdanov Vol. P. Elementary Physicochemical Processes on Solid Surfaces. N.-Y.: Plenum Press, 1991. 324 p. 13. Быков В.И., Мамаш Е.А. Автоколебания в модели адсорбционного каталитического механизма // Вестник КрасГУ. 2004. Вып. 3. C. 4-9. 14. Imbihl R., Ertl G. Oscillatory kinetics in heterogeneous catalysis // Chem. Rev. 1995. Vol. 95, No. 3. P. 697-733. 15. Hilderbrand M. Self-organized nanostructures in surface chemical reaction mechanisms and mesoscopic modeling // Chaos. 2002. Vol. 12, No. 1. P. 144-156. Моделирование неидеального адсорбционного слоя для каталитических реакций.. 23 16. Oertzen A., Rotermund H.H., Mikhailov A.S., Ertl G. Standing wave patterns in the CO oxidation on a Pt(110) surface: Experiments and modeling // J. Phys. Chem. B. 2000. Vol. 104. P. 3155-3178. 17. Matveev A.V., Latkin E.I., Elokhin V.I., Gorodetskii V.V. Turbulent and stripes wave patterns caused by limited CO diffusion during CO oxidation over Pd(110) surface: Kinetic Monte-Carlo studies // Chem. Eng. J. 2005. Vol. 107. P. 181-189.