Предложена математическая модель адсорбции бинарной газовой смеси в 2D-поре. Выполнен анализ основного состояния. Показано, что в исследуемой системе реализуются 6 типов качественно различающихся фазовых диаграмм. Построены трехмерные графики частичного и полного заполнения поры. Определены температурные области существования преимущественных структур.
Идентификаторы и классификаторы
Исследование адсорбции газов и их смесей в пористых средах актуально, как с точки зрения практического применения, так и с точки зрения науки о поверхности [1, 2].
Используемые при этом физико-химические методы [3, 4] сложны и требуют дорогостоящего оборудования. И здесь особый интерес представляют методы математического моделирования, такие как метод Монте-Карло [5‒6] и трансфер-матрицы, [7] позволяющие получить качественные и количественные характеристики адсорбции, в том числе ‒ сведения об образующихся упорядоченных структурах.
Список литературы
-
Coasne B., Pellenq R. J. M. Grand canonical Monte Carlo simulation of argon adsorption at the surface of silica nanopores: Effect of pore size, pore morphology, and surface roughness // The Journal of chemical physics. 2004. Vol. 120, no. 6. P. 2913-2922. DOI: 10.1063/1.1632897
-
Wang Y., Meng Y., Ni Z., Xia S. Promotion of H2 adsorption performance on InN monolayer by embedding Cu atom: a first-principles study // International Journal of Hydrogen Energy. 2021. Vol. 46, no. 1. P. 865-874. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.09.185 EDN: PLKKIH
-
Belmabkhout Y., Frere M., De Weireld G. High-pressure adsorption measurements. A comparative study of the volumetric and gravimetric methods // Measurement Science and Technology. 2004. Vol. 15, no. 5. P. 848. DOI: 10.1088/0957-0233/15/5/010 EDN: FPDAER
-
Von Zeppelin F., Haluška M., Hirscher M. Thermal desorption spectroscopy as a quantitative tool to determine the hydrogen content in solids // Thermochimica acta. 2003. Vol. 404, no. 1-2. P. 251-258. DOI: 10.1016/S0040-6031(03)00183-7 EDN: ERPQAZ
-
Dantas S., Struckhoff K. C, Thommes M., Neimark A. V. Pore size characterization of micro-mesoporous carbons using CO2 adsorption // Carbon. 2021. Vol. 173. P. 842-848. DOI: 10.1016/j.carbon.2020.11.059 EDN: ICSOUO
-
Karki S., Chakraborty S. N. Hydrogen adsorption in nanotube and cylindrical pore: a grand canonical Monte Carlo simulation study // International Journal of Hydrogen Energy. 2023. Vol. 48, no. 7. P. 2731-2741. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.10.097 EDN: IEUMLU
-
Мышлявцев А. В., Мышлявцева М. Д. Вычислительные аспекты метода трансфер-матрицы = Numerical aspects of the transfer matrix method. Кызыл: Изд-во ТувИКОПР СО РАН, 2000. 101 с. EDN: RAYTOZ
-
Fefelov V. F., Myshlyavtsev A. V., Myshlyavtseva M. D. On the identity of the phase behavior in the simplest model of a binary gas mixture for square, honeycomb, and one-dimensional lattices // Chemical Physics Letters. 2023. Vol. 826. P. 140665. DOI: 10.1016/j.cplett.2023.140665 EDN: NHNMNZ
-
Fefelov V. F., Myshlyavtsev A. V., Myshlyavtseva M. D.Complete analysis of phase diversity of the simplest adsorption model of a binary gas mixture for all sets of undirected interactions between nearest neighbors // Adsorption. 2019. Vol. 25. P. 545-554. DOI: 10.1007/s10450-019-00043-3 EDN: JUDSRF
-
Fefelov V. F., Myshlyavtsev A. V., Myshlyavtseva M. D. Phase diversity in an adsorption model of an additive binary gas mixture for all sets of lateral interactions // Physical chemistry chemical physics. 2018. Vol. 20. P. 10359-10368. EDN: XYGPGX
-
Френкель Д., Смидт Б. Принципы компьютерного моделирования молекулярных систем. М.: Научный мир, 2013. 562 с. ISBN: 978-5-91522-223-5
-
Equation of state calculations by fast computing machines / N. Metropolis, A. W. Rosenbluth, M. N. Rosenbluth [et al.] // The Journal of Chemical Physics. 1953. Vol. 21, no. 6. P. 1087-1092. DOI: 10.1063/1.1699114 EDN: SPYLGF
-
Landau D., Binder K. A. Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics. New York: Cambridge university press, 2021. 578 p. ISBN: 978-1-108-49014-6
Выпуск
Другие статьи выпуска
В данной статье представлены различные технологические схемы атмосферной перегонки нефти на установках АТ и АВТ, рассмотрены их преимущества и недостатки.
Проведен литературный обзор по изучению фрактальной размерности сорбционных материалов. Определена методика расчета фрактальных свойств углеродных сорбентов, по которой проведен анализ нескольких образцов. Проанализированы фрактальные свойства сорбентов и их связь с другими свойствами материала.
Изучена модель адсорбции бинарной газовой смеси молекул разного размера с учётом латеральных взаимодействий между частицами одного вида. По результатам анализа основного состояния показано, что в системе реализуется 4 типа фазовых диаграмм. Модель исследована при конечных температурах.
Рассмотрены полупроводниковые фотокатализаторы, используемые для получения водорода из воды под действием света ближнего УФ- и видимого диапазона. Исследованы фотокатализаторы, созданные на основе системы CdS-GaAs разного состава, их способность к расщеплению воды под действием облучения видимого диапазона.
Представлены результаты испытаний моторных масел с целью определения влияния попадания топлива на моторные масла с различными пакетами присадок. Испытания проводились с двумя образцами масла с различными пакетами присадок с концентрацией топлива равной 0%, 3%, 5%, 7%.
Проведено модифицирование среднеактивного печного технического углерода марки П514 фенолокислотами и получены экспериментальные образцы в оптимальных условиях. Изучены их физико-химические свойства до и после проведения адсорбции модификаторов (салициловая, сульфосалициловая кислота): транспортабельные, зольность, рН, светопропускание толуольного экстракта, абсорбция дибутилфталата и др. Определены текстурные характеристики исследуемых образцов и количественный состав кислородсодержащих групп (карбоксильные и фенольные, основные) на их поверхности.
Представлен метод количественной и качественной оценки отработанных моторных масел, основанный на поглощении частот в области ИК-спектра с помощью метода инфракрасной спектроскопии Фурье (ИК-Фурье) и оценка влияния дизельного топлива и присадок на изменение характеристик моторных масел в процессе эксплуатации.
Проведена O-функционализация поверхности углеродного мезопористого носителя Сибунит азотной кислотой и приготовлены Pd/С и Zn/C образцы катализаторов методом пропитки по влагоёмкости водными растворами нитратных солей палладия и цинка при варьировании температуры восстановительной обработки в водороде. Проведен количественный анализ кислородсодержащих функциональных групп методом потенциометрического титрования по Боэму. Установлено, что результаты титрования хорошо согласуются с данными ИК-спектроскопии подобных образцов и показывают, что закрепление палладия на поверхности Сибунита происходит преимущественно с участием карбоксильных групп, а закрепление цинка - с участием фенольных.
Важным направлением современного материаловедения является разработка синтетических препаратов для костной пластики, обеспечивающих постепенное восстановление поврежденных твердых тканей. В данной работе по эмульсионной технологии получена серия керамических гранулированных материалов с варьируемым содержанием трикальция фосфата и волластонита. Показано, что частицы имеют сферическую форму, характеризуются полидисперсным составом (0.1 - 4 мм) и открытой пористостью в интервале 50 - 56 %. Данные характеристики позволят использовать разрабатываемые материалы в челюстно-лицевой хирургии, травматологии и ортопедии для восстановления костных дефектов любой сложной формы и локализации.
Изучены электрофизические и механические свойства полимерных композиционных материалов на основе линейного полиэтилена низкой плотности с добавлением электропроводного технического углерода в диапазоне массовых концентраций 5 % - 20 %. Применена модифицированная технология термопрессования для изготовления образцов из термополимеров. Выявлено увеличение модуля Юнга при наполнении полимера техническим углеродом более чем в 2 раза. Установлен интервал порога перколяции 5 % - 10 %.
В настоящей работе с использованием комбинации методов оптической, электронной и атомно-силовой микроскопии проводится исследование влияния модификации серебряных изделий мощным ионным пучком наносекундной длительности ни изменение морфологии их поверхностных слоёв и эксплуатационных свойств (склонность к чернению и образованию царапин). Установлено, что воздействие ионного пучка способствует существенному снижению количества царапин на поверхности серебряных изделий в процессе их ношения, что, предположительно, связано с изменением морфологии поверхности облученных образцов. Помимо этого, обнаружено, что воздействие мощного ионного пучка снижает скорость чернения серебра.
Издательство
- Издательство
- ОмГТУ
- Регион
- Россия, Омск
- Почтовый адрес
- 644050, Российская Федерация, г. Омск, пр-т Мира, д. 11
- Юр. адрес
- 644050, Российская Федерация, г. Омск, пр-т Мира, д. 11
- ФИО
- Корчагин Павел Александрович (Ректор )
- E-mail адрес
- info@omgtu.ru
- Контактный телефон
- +7 (381) 2653407
- Сайт
- https://omgtu.ru/