ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА ХРОМ- И ГАЛЛИЙОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ ПО НЕЛИНЕЙНЫМ ВРЕМЕНАМ РЕЛАКСАЦИИ
Аннотация
В последнее время все больше внимания уделяется анализу нестационарных режимов химических реакций. Это вызвано тем, что нестационарные релаксационные режимы, предшествующие достижению стационарных состояний, несут важную информацию об особенностях протекания реакций. В ходе нестационарного режима наблюдаются изменения концентраций реагентов и скорости реакции во времени. Такие изменения обусловлены собственными релаксационными процессами, зависящими от структуры механизма реакции. Полное изучение механизма реакции включает исследования релаксационных характеристик как вблизи, так и вдали от стационарного состояния. Линейное время релаксации характеризует локальные нестационарные режимы вблизи стационарного состояния и рассчитывается как время уменьшения отклонений концентраций реагентов от стационарных значений. Нелинейное время релаксации характеризует общее поведение реакции и может быть оценено через время протекания реакции от начального состояния к стационарному. В зависимости от структурных особенностей механизмов реакций соотношения для определения нелинейного времени релаксации через параметры реакций (константы скоростей стадий и концентраций реагентов) существенно различаются. Установление таких соотношений для конкретной реакции позволяет получить дополнительную информацию для идентификации механизма и констант скоростей составляющих его стадий. Механизм любой каталитической реакции включает стадии адсорбции одного или более исходных веществ на поверхности катализатора. Эти стадии, как правило, являются начальными, за которыми следуют остальные стадии химического превращения адсорбированных форм реагирующих веществ. Поэтому необходимо иметь данные об этих стадиях и константах скоростей адсорбции реагентов на поверхности катализатора. Ранее автором был разработан метод оценки значений констант скоростей адсорбции и десорбции по линейным временам релаксации. По этому методу был установлен механизм и определены кинетические параметры процесса адсорбции диоксида углерода на хром- и галлийоксидных катализаторах. В данной статье изложен метод оценки значений констант скоростей адсорбции и десорбции по нелинейным временам релаксации для этого процесса. Получены результаты, подтверждающие ранее установленный диссоциативный механизм адсорбции CO2. Определены интервалы изменения значений констант скоростей адсорбции и десорбции диоксида углерода на хром- и галлийоксидных катализаторах.
Для цитирования:
Кольцов Н.И. Исследование адсорбции диоксида углерода на хром- и галлийоксидных катализаторах по нелинейным временам релаксации.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 46-52
Литература
Ismagilova A.S., Spivak S.I. Inverse problems of chemical kinetics. Saarbrucken: Lap Lambert Academic Publishing, 2013. 118 p.
Bykov V.I., Tsybenova S.B. Non-linear models of chemical kinetics. M.: Krasand. 2011. 400 p. (in Russian).
Kol’tsov N.I. Mathematical Modeling of Catalytic Reactions. Cheboksary: Publishing House of Chuvash University. 2007. 294 p. (in Russian).
Fedotov V.Kh., Kol’tsov N.I., Gaidai N.A., Agafonov Yu.A., Botavina M.A., Lapidus A.L. Study of carbon dioxide adsorp-tion on chromium oxide and gallium oxide catalysts on the basis of linear relaxation times. Russ. J. Appl. Chem. 2016. V. 89. N 5. P. 719−726.
Kol’tsov N.I., Fedotov V.Kh., Alekseev B.V. Relaxation, multiplicity and self-oscillations in the kinetics of catalytic reactions. Kinetics and Catalysis. 1995. V. 36. N 1. P. 51-59 (in Russian).
Fedotov V.K., Kol'tsov N.I. Relaxation time estimates for multipath catalytic reactions. Russ. J. Phys. Chem. B. 2014. V. 8. N 3. P. 309-316.
Fedotov V.Kh., Koltsov N.I. Estimates of non-linear relaxation times of catalytic reactions. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2014. V. 57. N 2. P. 63-66 (in Russian).
