Электрические заряды как катализаторы химических реакций на твердой поверхности

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

В. В. Соболев, доктор технич. наук, профессор, orcid.org/0000-0003-1351-6674, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н. В. Билан, кандидат геологич.наук, доцент, orcid.org/0000-0002-4086-7827, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. С. Баскевич, кандидат физико-математическихнаук, старший научный сотрудник, orcid.org/0000-0002-3227-5637, Государственное высшее учебное заведение „Украинский Государственный химико-технологический университет“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Л. И. Стефанович, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, orcid.org/0000-0003-2534-8479, Институт физики горных процессов Национальной академии наук Украины, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Abstract:

Цель. Установить зависимость изменения потенциальной энергии химической связи двухатомной молекулы от величины точечного заряда и его расстояния до связи с использованием квантово-механических расчетов.

Методика. Численное моделирование квантово-механической системы, состоящей из взаимодействующих между собой точечного заряда и молекулы, состоящей из двух атомов.

Результаты. Решена квантово-механическая задача о влиянии внешнего кулоновского центра на химическую связь двухатомных молекул.

Научная новизна. Разработана квантово-механическая модель физической системы, состоящей из взаимодействующих трех кулоновских центров, между двумя из которых действует химическая связь. Модель позволяет понять динамику взаимодействия молекулы с ионом, заряд которого может характеризоваться как целыми, так и дробными числами. Установлена тенденция изменения энергии химической связи в поле иона в зависимости от расстояния до связи и величины заряда.

Практическая значимость. Разработанная методика расчета энергии химической связи в зависимости от величины электрического заряда использована при разработке способа выращивания монокристаллов метастабильного алмаза, в расчетах пределов устойчивости химической связи в азидах металлов, в разработке механизма образования дополнительных вредных газов при разрушении горных пород взрывом и при расчете устойчивости наноразмерных углеводородных цепочек в каменных углях и др. Метод может быть использован при выборе катализатора и управлении каталитическими реакциями.

References.

1. Kartel, N. T. and Lobanov, V. V., eds., 2015. Physics of Surface (in 2 volumes). In: Physics and Chemistry of Surface. Kyiv: Interservis. Book 1.

2. Sychov, M. M., Minakova, T. S., Slizhov, Ju. G. and Shilova, O. A., 2016. Acid-basic characteristics of the surface of solids and properties control of materials and composites. St. Petersburg: Himizdat.

3. Rimola, A., Costa, D., Sodupe, M., Lambert, J.F. and Ugliengo, P., 2013. Silica Surface Features and Their Role in the Adsorption of Biomolecules: Computational Modeling and Experiments. Chem. Rev., 113(6), pp. 4216 – 4313. DOI: 10.1021/cr3003054.

4. Terebinska, M. I. and Lobanov, V. V., 2008. Dissociate Adsorption of Water Molecule on Unrelaxed (111) and (100) Faces of Crystalline Silicon. Physics and chemistry of solid state [pdf], 9(1), pp. 135–137. Available at: <http://www.pu.if.ua/inst/phys_che/start/pcss/vol9/0901-21.pdf> [Accessed 11 April 2017].

5. Shugalei, I. V., Sudarikov, A. M., Voznyakovskii, A. P., Tselinskii, I. V., Garabadzhiu, A. V. and Ilyushin M. A., 2012. Chemistry of the surface of detonation nanodiamonds as a basis for creating biomedical products. St. Petersburg: Pushkin Leningrad State University [online]. Available at: <https://search.rsl.ru/ru/record/01006552987> [Acce­ssed 25 May 2017].

6. Yakovlev, R. Y., Kulakova, I. I., Badun, G. A., Lisichkin, G. V., Valueva, A. V., Seleznev, N. G. and Leonidov, N. B., 2016. Physical-chemical principles of the preparation of hybrid materials on the basis of detonation nanodiamonds as a new generation drug delivery systems and their properties. Drug Developments & Registration, 3(16), pp. 60‒66.

7. Huzihiro Araki, Berthold-Georg Englert, Leong-Chuan Kwek and Jun Suzuki, eds., 2010. Mathematical Horizons for Quantum Physics. Lecture Notes Series, Institute for Mathematical Sciences, National University of Singapore: Volume 20.

8. Ertl, G., 2007. Chemical Processes on Solid Surfaces. Scientific Background on the Nobel Prize in Chemistry. Stockholm, Sweden [pdf]. Available at: <https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2007/advanced-chemistryprize2007.pdf> [Accessed 24 February 2017].

9. Kim, M., Bertram, M., Pollmann, M., von Oertzen, A., Mikhailov, A.S., Rotermund, H.H. and Ertl, G., 2001. Controlling chemical turbulence by global delayed feedback: Pattern formation in catalytic CO oxidation on Pt(110). Science, 292, рр. 1357‒1360. DOI: 10.1126/science.1059478.

10. Ertl, G., 2017. Molecules at Solid Surfaces: A Personal Reminiscence. Annual Review of Physical Chemistry, 68, pp. 1–17. DOI: 10.1146/annurev-physchem- 052516-044758.

11. Gebert, S., Cai, Y. and Kniep, B., 2012. Highly efficient catalysts for ammonia synthesis AмоMах by Süd-Chemie company. Kataliz v promyshlennosti, 4, pp. 13‒17. DOI:10.18412/1816-0387-2012-4-13-17.

12. Alducin, M., Dı´ez Muino, R., Busnengo, H. F. and Salin, A., 2006. Why N2 Molecules with Thermal Energy Abundantly Dissociate on W(100) and Not on W(110). Рhysicalreview letters, 97, 056102 (4). DOI: 10.1103/PhysRevLett.97.056102.

13. Sobolev, V. V., Bilan, N. V. and Khalymendyk, A. V., 2017. Оn formation of electrically conductive phases under electrothermal activation of ferruginous carbonates. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, pp. 27–35.

14. Soboliev, V., Bilan, N. and Samovik, D., 2013. Magnetic stimulation of transformations in coal. In: Annual Scientific-Technical Collection – Mining of Mineral Deposits. CRC Press/Balkema, pp. 221–225.

15. Sobolev, V. V., Baskevich, A. S., Shiman, L. N. and Usherenko, S. M., 2016. Mechanism of thick metal walls penetration by high-speed microparticles. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, pp. 74–82.

16. Sobolev, V. V. and Usherenko, S. M., 2006. Shock-wave initiation of nuclear transmutation of chemical elements. J. Phys. IV France. 134, August 2006. EURODYMAT 2006 ‒ 8thInternational Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading.pp. 977‒982. DOI: 10.1051/jp4: 2006134149.

17. Dychkovskyi, R. O., 2015. Determination of the rock subsidence spacing in the well underground coal gasification. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 6, pp. 30‒36.

18. Caceres, E. and Alca, J. J., 2016. Potential For Energy Recovery From A Wastewater Treatment Plant. IEEELatinAmericaTransactions, 14(7), pp. 3316‒3321. DOI:10.1109/tla.2016.7587636.

 повний текст / full article



Посетители

3313576
Сегодня
За месяц
Всего
72
9800
3313576

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2018 Содержание №4 2018 Физика твердого тела, обогащение полезных ископаемых Электрические заряды как катализаторы химических реакций на твердой поверхности