Моделювання методом Монте-Карло адсорбційного покриття в каталітичних реакціях типу окислення CO на поверхнях металів

Abstract

Представлено результати математичного моделювання процесу заповнення поверхні металічного каталізатора адсорбованими частинками реагентів у ході реакцій окислювального типу. В основу моделі закладено механізм Лангмюра-Гіншелвуда. Моделювання здійснено з допомогою методу Монте-Карло. В алгоритмі моделювання враховано вплив реконструкції поверхні каталізатора на адсорбцію частинок реакційної суміші. Це дає змогу врахувати явище утворення «островів» в областях навколо груп метастабільних атомів поверхні та позбутися частини зайвих невдалих спроб у процесі моделювання, що пришвидшує роботу алгоритму. Отримані результати повністю узгоджуються із відомими.

Here we present the results of modeling of the process of filling of catalyst surface with adsorbed particles in oxidation reactions. Model is based on Langmuir-Hinshelwood mechanism. Modeling is carried out using Monte Carlo method. We offer to take into consideration the influence of surface restructuring onto adsorption near the areas of metastable atoms of catalyst surface. Latter allows reaching islanding effect and making algorithm work faster by skipping unnecessary fail trials. The results are in agree with the known.

Представлены результаты математического моделирования процесса заполнения поверхности металлического катализатора адсорбированными частицами реагентов в ходе реакций окислительного типа. В основу метода положен механизм Лангмюра-Гиншелвуда. Моделирование проведено с использованием метода Монте-Карло. В алгоритме моделирования предложено учитывать влияние реконструкции поверхности катализатора на адсорбцию частиц реакционной смеси. Это дает возможность учесть явление образования «островов» в областях вокруг групп метастабильных атомов поверхности и избавиться от части лишних неудачных попыток в процессе моделирования, что ускоряет работу алгоритма. Полученные результаты полностью согласуются с известными.