关于非平衡动力学相变的ZGB模型的读书报告 页码，2/3 C0+0.-C0 表面催化反应 中的非平衡动 力学相变 0 利用上述计算机模拟方法，得到的主要结果如下： 1若用yco和yo2分别表示气相co和o2的摩尔分数.当yco<y1=0.38940.005时，表面只被0原子覆盖， 当v℃o>v2=0.525+0.001时，面只被C0分子覆盖.这两种表面吸附状态都是不能进行反应的催化剂的中 毒状态，都属于非平衡态.只有当y1<yC0<y2时，才存在有反应状态，通常称为y1和y2,之间反应状态为 反应窗口.在左图中给出了0和C0的覆盖率00和0C0随着yco而变化的函数关系.由此图可看出，y1和y2 是表面反应态与表面中毒态之间的两个转变点，即非平衡动力学相变. 2从图中也可看到，当yco增加时0和C0都发生不连续的突变，因此，y2是屈于一级相变，而当yc0 减小到v1时0和C0都是连续的变化训1时属于而属于相变 3 左图也给出了C02产物的产率C02随着yco而变化的函数的关系：当yCo<y1RC02=0时，当y1 yCo<y2时，RC02随着yco单调增加：当yco=y2时，RC02达到极大值：当yco>y2时，RC02随者yco增 加连续下降到零. 如前所述，在ZGB模型中，只包含反应物分子的吸附过程，吸附态反应物之间的反应过程以及生成 物的脱附过程，而忽略在实际反应系统中所存在的吸附态分子的扩散和脱附过程，有限的反应速率以 及不同的吸附机制等因素为了扩展ZGB模型的应用价值，很多学者对这些因素进行了深入的研究： 吸附分子的脱附作用：对C0分子脱附研究表明：存在一临界值Dp*,当C0的吸附系数Dp<Dp*时，人有 不连续的一级相变存在，但此时相变不再发生反应态和中毒态之间，而是发生一个“高C0”态之间，相 变点位置也不同于y2:当DO>Dp*时C0随者yco的变化时连续的，此时不在有相变存在，当然脱附发生 后，即时在yC0=1的情况下，也不存在C0的中毒，因为吸附和脱附全得到动态平衡.另外，脱附对y1点的 性质没有影响. 有限反应速率效应.在ZGB模型中，当C0和0吸附态处于最近邻时，它们就立即发生反应，即反应几 率为1.因此吸附过程时控制步骤但是，在实际过程中，近邻C0和0之间有可能不都发生反应，即反应速 率小于1，这时系统同时反应控制的.研究发现：随着反应几率的减小，反应窗口会向co减小的方向利 动日变窄在一定情况下存在一个临界反应几率。在其以下不在有反应窗口在在 反应机理的作用.在ZGB模型中，假设反应是按照LH机理进行，即必须是吸附态C0和0之间才可发生 反应.在实际系统中，还存在另一种Eley-一Rideal(E)反应机理，即气相的C0分子也可以和吸附态0发 生反应： 00+0ad.C02+9 研究表明：存在有反应步骤时，二级相变点会消失，一级相变点左移到y2=0.4975 i /E: \TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg09.htm 2008-4-22利用上述计算机模拟方法,得到的主要结果如下: 1 若用yco和yo2 分别表示气相co和o2的摩尔分数.当yco<y1=0.389±0.005时,表面只被O原子覆盖, 当yco>y2=0.525±0.001时,面只被CO分子覆盖.这两种表面吸附状态都是不能进行反应的催化剂的中 毒状态,都属于非平衡态.只有当y1<yco<y2时,才存在有反应状态,通常称为y1和y2,之间反应状态为 反应窗口.在左图中给出了O和CO的覆盖率θ0和θCO随着yco而变化的函数关系.由此图可看出, y1和y2 是表面反应态与表面中毒态之间的两个转变点,即非平衡动力学相变. 2 从图中也可看到,当yco增加时θ0和θCO都发生不连续的突变,因此, y2是属于一级相变,而当yco 减小到y1时θ0 和θCO都是连续的变化,则y1时属于而属于相变. 3 左图也给出了CO2产物的产率RCO2随着yco而变化的函数的关系;当yco< y1 RCO2=0时,当y1< yco< y2时, RCO2随着yco单调增加;当yco=y2时, RCO2达到极大值;当yco>y2时,RCO2随着yco增 加连续下降到零. 如前所述,在ZGB模型中,只包含反应物分子的吸附过程,吸附态反应物之间的反应过程以及生成 物的脱附过程,而忽略在实际反应系统中所存在的吸附态分子的扩散和脱附过程,有限的反应速率以 及不同的吸附机制等因素.为了扩展ZGB模型的应用价值,很多学者对这些因素进行了深入的研究: 吸附分子的脱附作用:对CO分子脱附研究表明:存在一临界值Dp*,当CO的吸附系数Dp<Dp*时,人有 不连续的一级相变存在,但此时相变不再发生反应态和中毒态之间,而是发生一个“高θCO”态之间,相 变点位置也不同于y2;当D0>Dp*时θCO随着yco的变化时连续的,此时不在有相变存在,当然脱附发生 后,即时在yco=1的情况下,也不存在CO的中毒,因为吸附和脱附全得到动态平衡.另外,脱附对y1点的 性质没有影响. 有限反应速率效应.在 ZGB模型中,当CO和O吸附态处于最近邻时,它们就立即发生反应,即反应几 率为1.因此吸附过程时控制步骤.但是,在实际过程中,近邻CO和O之间有可能不都发生反应,即反应速 率小于1,这时系统同时反应控制的,研究发现:随着反应几率的减小,反应窗口会向yco减小的方向移 动且变窄.在一定情况下,还存在一个临界反应几率Pc,在其以下不在有反应窗口存在. 反应机理的作用.在ZGB模型中,假设反应是按照LH机理进行,即必须是吸附态CO和O之间才可发生 反应.在实际系统中,还存在另一种Eley---Rideal(ER)反应机理,即气相的CO分子也可以和吸附态O发 生反应:    CO + Oad → CO2 + S 研究表明:存在有反应步骤时,二级相变点会消失,一级相变点左移到y2 ’=0.4975 . CO+O2→CO2 表面催化反应 中的非平衡动 力学相变 关于非平衡动力学相变的ZGB模型的读书报告 页码，2/3 file://E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg09.htm 2008-4-22