Науковий вісник НГУ

Електричні заряди як каталізатори хімічних реакцій на твердій поверхні

Рейтинг користувача:  / 0

Деталі

Категорія: Збагачення корисних копалин

Останнє оновлення: Вівторок, 18 вересня 2018, 15:05

Опубліковано: Понеділок, 27 серпня 2018, 15:22

Перегляди: 3125

Authors:

В. В. Соболєв, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0003-1351-6674, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н. В. Білан, кандидат геологічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-4086-7827, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. С. Баскевич, кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, orcid.org/0000-0002-3227-5637, Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Л. І. ­Стефанович, докторфізико-математичнихнаук, старший науковий співробітник, orcid.org/0000-0003-2534-8479, Інститут фізики гірничих процесів Національної академії наук України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Встановити залежність зміни потенційної енергії хімічного зв’язку двоатомних молекули від величини точкового заряду та його відстані до зв’язку з використанням квантово-механічних розрахунків.

Методика. Чисельне моделювання квантово-механічної системи, що складається зі взаємодіючих між собою точкового заряду й молекули, яка складається із двох атомів.

Результати. Вирішено квантово-механічну задачу про вплив зовнішнього кулонівського центру на хімічний зв’язок двоатомних молекул.

Наукова новизна. Розроблена квантово-механічна модель фізичної системи, що складається зі взаємодіючих трьох кулонівських центрів, між двома з яких діє хімічний зв’язок. Модель дозволяє зрозуміти динаміку взаємодії молекули з іоном, заряд якого може характеризуватися як цілими, так і дробовими числами. Встановлена тенденція зміни енергії хімічного зв’язку в полі іона в залежності від відстані до зв’язку й величини заряду.

Практична значимість. Розроблена методика розрахунку енергії хімічного зв’язку в залежності від величини електричного заряду використана при розробці способу вирощування монокристалів метастабільного алмазу, у розрахунках меж стійкості хімічного зв’язку в азидах металів, у розробці механізму утворення додаткових шкідливих газів під час руйнування гірських порід вибухом і при розрахунку стійкості нанорозмірних вуглеводневих ланцюжків у кам’яному вугіллі та ін. Метод може бути використаний під час вибору каталізатора та управлінні каталітичними реакціями.

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 ‒ 8 ^thInternational 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. IEEE Latin America Transactions, 14(7), pp. 3316‒3321. DOI:10.1109/tla.2016.7587636.

 повний текст / full article

• < Попередня
• Наступна >