在中场微动力学建模中,基于反应度的吹风机-马塞尔近似量级激活能量,用于催化甲部分氧化
Chao Xu1, Emily J Mazeau1, Richard H West1
1Department of Chemical Engineering, Northeastern University, Boston, Massachusetts 02115, United States.
布洛尔斯-马塞尔近似 (BMA) 调整了激活能量与反应度,以更好地建模催化剂. 将BMA纳入Cantera可以快速选催化剂,揭示调整率如何影响催化剂活动和有影响力的物种.
科学领域:
- 计算化学和材料科学计算化学和材料科学
- 化学工程和催化剂的使用.
背景情况:
- 平均场微动力学建模对于催化剂设计和过程模拟至关重要.
- 在微动力学模型中调整反应度是催化剂调整和数据拟合的常见情况.
- 改变度需要对应的激活能量变化,以实现现实的反应速率.
研究的目的:
- 为了验证Blowers-Masel近似 (BMA) 用于建模表面反应动力学.
- 将BMA速率描述集成到Cantera中,以增强催化剂选工作流程.
- 评估BMA校正率对催化剂性能预测的影响.
主要方法:
- 应用了Blowers-Masel近似 (BMA),将反应障碍与最小参数的热量相关联.
- 对表面反应的密度函数理论 (DFT) 数据进行了BMA验证.
- 将BMA动力学纳入开源的Cantera软件,用于过程模拟.
- 对81种假设金属进行了甲部分氧化催化剂选.
主要成果:
- 通过将BMA集成到Cantera中,可以使用线性缩放关系和BMA动力学快速选催化剂.
- 比较BMA校正率与标准Arrhenius率 (恒定激活能量) 改变了对最活跃金属的预测.
- 热图显示,BMA调整率改变了敏感性分析中最有影响力的物种,但不是最敏感的反应.
结论:
- 布洛尔斯-马塞尔近似为微动力学模型中调整激活能提供了一种数据效率高的方法.
- 开发的Cantera工作流通过结合BMA动力学来促进有效的催化剂选.
- 使用BMA校正率显著影响了最佳催化剂的识别和反应机制的理解.
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