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Monte Carlo study of chemical reaction equilibria in pores of activated carbons

机译：蒙特卡罗在活性碳毛孔中的化学反应均衡研究

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摘要

This work has presented the results of a rather extensive Monte Carlo study concerning the effects of confinement on the reactions taking place in the pores of activated carbons. We have considered here three simple model reactions: isomerisation, dimerisation and synthesis, and investigated how the changes in the carbon porosity, the values of the equilibrium constant, and the energetic parameters of the reacting molecules influence the chemical equilibria. The obtained results show that the main factors affecting the reaction equilibria in pores are the latest ones. When the adsorption energy of the product molecules is higher than that of the reactants, the confinement causes a rise in the reaction yield. In the opposite situation (preferential adsorption of the reactants), the product mole fraction inside the pores is lower than in the bulk phase. It has been shown that the porous structure of activated carbons plays a very important role. The reduction of pore diameters may either increase or decrease the reaction yield, depending on the relative adsorption energy of the reactants and the products. If the product molecules are bigger than the reactant molecules, the presence of pores accessible for the reactant molecules, but inaccessible for the product, causes additional reduction of the reaction yield regardless of the magnitudes of the energetic parameters of the reacting species.
机译：这项工作已提出有关约束与发生在活性炭的孔隙中的反应效果相当广泛的蒙特卡罗研究的结果。我们在这里考虑了三个简单的模型反应：异构化，二聚化和综合，并调查了变化中的碳孔隙率，平衡常数的值，和反应分子的能量参数如何影响化学平衡。得到的结果表明，影响毛孔的反应平衡的主要因素是最新的。当产品分子的吸附能比反应物的更高，该限制导致反应收率升高。在相反的情况（优先吸附的反应物），内部孔中的产物摩尔分数比在体相中低。它已经表明，活性炭的多孔结构中起着非常重要的作用。孔直径的减小可以增加或降低反应收率，这取决于反应物和产物的相对吸附能。如果产品分子比反应物分子越大，存在的孔的反应物分子可访问的，但不可访问的产品，使反应产率的额外减少不管反应物质的能量参数的大小的。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2017年第85期|共13页
  • 作者

    Furmaniak Sylwester; Gauden Piotr A.; Kowalczyk Piotr; Patrykiejew Andrzej;

  • 作者单位

    Stanislaw Staszic Univ Appl Sci Pila Podchorazych St 10 PL-64620 Pila Poland;

    Nicolaus Copernicus Univ Torun Physicochem Carbon Mat Res Grp Fac Chem Gagarin St 7 PL-87100 Torun Poland;

    Murdoch Univ Sch Engn &

    Informat Technol Murdoch WA 6150 Australia;

    Maria Curie Sklodowska Univ Lublin Dept Modelling Physicochem Proc Fac Chem Gliniana St 33 PL-20031 Lublin Poland;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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