CO+NOPt(100)反应扩散系统复杂动力学行为研究.pdf

CO+NOPt(100)反应扩散系统复杂动力学行为研究.pdf宁波大学硕士学位论文CO+NO/Pt(100)反应扩散系统复杂动力学行为研究姓名:刘进军申请学位级别:硕士专业:理论物理指导教师:华达银20041101宁波大学硕士学位论文ICO+NO/Pt(100)反应扩散系统复杂动力学行为研究摘要近年来,表面催化反应系统振荡动力学的研究越来越受到人们的重视。这些反应系统动力学行为的复杂性不仅来自复杂的基元反应过程,而且会受到反应表面的各种复杂的物理化学过程,包括反应物种在表面的吸附、脱附、分解、扩散以及表面基底物质可能发生的各种结构变化等影响。本文应用Monte Carlo模拟方法,系统地研究了CO+NO/Pt(100)反应系统的振荡动力学行为。,由于表面原子不同相之间存在密度差而诱发的活性缺陷会对系统的动力学行为产生影响。我们假设这种缺陷只能存在于hex相,并且可以加速NO的分解过程。模拟结果表明:随着反应的进行,表面缺陷数目逐渐增加,系统的动力学行为将由原先的持续振荡变为衰减的振荡。同时发现,在振荡初期,NO的分解过程主要发生在1×1相,但随着反应的进行,活性缺陷的数目不断增加,hex相中的NO分解速度增大,对反应过程的影响也逐渐增大。而在衰减振荡末期,CO2的产率接近最大值。这些结果很好地说明了以前的一些实验现象。。我们假设这些杂质随机均匀分布在反应基底表面。研究表明:随着表面杂质的增加,表面重构的1×1相将被分割成许多小的孤立的反应区域,局域振子之间的空间关联性减弱,系统由持续的振荡迅速变为衰减的振荡。当这些杂质的数量足够大时,系统的振荡过程将被完全抑止。但是,提高CO和NO的扩散速率,系统将重新恢复到连续振荡的反应状态。,不同反应路径对体系动力学行为也会产生重要的影响。我们根据氮原子参与的不同的反应步骤和不同的反应速率,对此系统进行了进一步研究。结果表明:氮原子参与的化学反应如果有助于NO的分解和氧原子的产生,则反应路径对体系的振荡行为没有明显的影响,反之,影响显著。关键词:CO,NO,多相催化反应,表面缺陷,Monte plicated dynamical behaviors in the CO+NO/Pt(100) reaction diffusion system Abstract Recently, the investigation of plicated dynamical behaviors in the surface catalytic reaction systems has received much more attention. plexity of these reaction es from not plicated elementary reaction steps but also the influence of all kinds plicated physical chemistry processes in surface, such as adsorbtion, desorption, position, diffusion and structure change of the surface substrate. We have investigated the oscillatory behaviors systematically in the CO+NO/Pt(100) system by means of Monte Carlo simulation. 1. The surface structural defects resulted from the restructuring process may take an important influence on the dynamical behaviors. It is assumed that the active defects only exist in the hexagonal (hex) phase and can accelerate the position of the adsorbed NO. The simulation results show that the persistent oscillation can change into a damped one when the fraction of the defects increases. Moreover, it is found that, in the early stage of the oscillation, the position of NO mainly