Difuzijos procesų modeliavimas CexZr(1–x)O2 katalizatoriuose eksperimentuojant deguonies izotopų mainų metodu
|
| Title | Difuzijos procesų modeliavimas CexZr(1–x)O2 katalizatoriuose eksperimentuojant deguonies izotopų mainų metodu |
| Authors | |
| Abstract | Katalizinės nanostruktūrizuotų CexZr1–xO2 (medžiagos kiekis x kinta nuo 1 iki 0) automobilių katalizatorių miltelių savybės tiriamos eksperimentiškai ir teoriškai. Kad šiuos katalizatorius būtų galima panaudoti automobilių išmetamųjų dujų konversijai, deguonies izotopų mainų metodu eksperimentiškai analizuojama deguonies mainų į dujinę fazę ir iš jos kinetika keičiantis temperatūrai. Į reaktorių, kuriame yra katalizatoriaus miltelių, įleidžiama 18O2 izotopo deguonies molekulių. Vykstant mainams tarp dujų ir katalizatoriaus susidaro 18O2, 18O16O ir 16O2 deguonies molekulės, kurių kinetika stebima masių spektrometru. Gautos šių deguonies molekulių dalinių slėgių kreivės modeliuojamos naudojant realaus laiko kinetinį modelį, pagrįstą kinetinių lygčių metodu, atsižvelgiant į galimų cheminių reakcijų ir deguonies difuzijos kataliziniuose milteliuose procesus. Difuzijos procesui tirti sukuriami monosluoksniai kiekvienai katalizinių miltelių dalelei, atsižvelgiant į tai, kad monosluoksnis mažėja skverbiantis gilyn į dalelę. Naudojant realaus laiko modelį teorinės kreivės sutapdintos su eksperimentinėmis, sprendžiant diferencialinių lygčių sistemą. Iš gautų kreivių nustatomi cheminių reakcijų greičiai ir visų skirtingos sudėties CexZr1–xO2 katalizatorių difuzijos koeficientai. Kadangi eksperimentai ir skaičiavimai buvo atliekami esant kintamai temperatūrai, cheminių reakcijų ir difuzijos procesų aktyvacijos energijos taip pat apskaičiuojamos naudojant eksperimentinių ir teorinių kreivių atitiktį. Nustatytos aktyvacijos energijos (reakcijos ir difuzijos) priklausomybės nuo CexZr1–xO2 katalizatoriaus sudėties. Gautos priklausomybės yra netiesinės ir įgyja maksimalią reikšmę esant tam tikroms procentinėms Ce (arba Zr) koncentracijoms CexZr1–xO2 okside. Šios priklausomybės yra itin svarbios pasirenkant realaus katalizatoriaus koncentraciją, nes lemia katalizatoriaus efektyvumą.DOI: http://dx.doi.org/10.5755/j01.ms.19.1.1630 |
| Publisher | Kaunas University of Technology |
| Date | 2013-03-21 |
| Source | Medžiagotyra Vol 19, No 1 (2013) |
| Rights | Copyright terms are indicated in the Republic of Lithuania Law on Copyright and Related Rights, Articles 4-37. The copyright for articles in this journal are retained by the author(s), with first publication rights granted to the journal. By virtue of their appearance in this open access journal, articles are free to use with proper attribution in educational and other non-commercial settings. |