Kinetic oscillations in the NO+CO reaction on the Pt(100) surface: An alternative reaction mechanism

Abstract

Kinetic oscillations in the catalytic reduction of NO by CO on a reconstructing Pt(100) surface are simulated by using a dynamic Monte Carlo method. The simulation is based on the HS model and takes into account an alternative reaction mechanism arising from recent experimental findings for the catalytic reduction of No on Rh(111), which replaces the classical N+N recombination step by the formation of a (N-NO)(*) intermediary species for the production of molecular nitrogen. A synchronized mechanism and spatiotemporal patterns are observed during the oscillations. Oscillations are analyzed in terms of the controlling parameters involved in the reaction mechanism. Different values of these parameters lead to sustained, attenuated, and modulated oscillations.

Surface science studies of selective catalytic reduction of NO: Progress in the last ten years

“…These studies also play an important role in understanding the NO-CO reaction on metal crystal surfaces. In the past decade, nearly fifty percent of the publications dealing with the NO-CO reaction focus on theoretical modeling or a combination of theoretical modeling with experimental measurements [33,35,36,38,47,56,58,63,[82][83][84][85][86][87][88].…”

“…Studies of NO-CO reaction have been carried out on Pt(1 0 0) [30][31][32][33][34][35][36][37], Pt(1 1 1) [38], Pt(1 1 2) [39], Pd(1 0 0) [40], Pd(1 1 0) [41][42][43][44], Pd(1 1 1) [42,43,45,[46][47][48][49][50][51][52][53], Rh(1 0 0) [54], Rh(1 1 0) [54], Rh(1 1 1) [54][55][56][57][58][59][60][61][62][63][64][65], Ir(1 1 1) [66], Ir(2 1 1) [67], Cu(0 0 1) [68], Ag(1 1 1) [69], Pd/Cu(1 1 1) [48], Fe/Rh(1 0 0) [55], Rh/CeO x (1 1 1) [70], Pd/MgO(1 0 0) [71,72], Pt-Rh/TiO 2 (1 1 0) [73]...…”

Υπολογιστική Μελέτη Δημιουργίας Χωροχρονικών Ταλαντώσεων Σε Ετερογενείς Καταλυτικές Αντιδράσεις

“…Μία ένδειξη είναι ότι σε ϑερµοκρασία ∼ 420 K οι ταλαντώσεις διεξάγονται σχεδόν αποκλειστικά σε επιφάνεια διάταξης 1×1 [63], [193], [203], [204], [214] οπότε η αναδιάταξη δεν µπορεί να ενταχθεί στους καθοριστικούς για την εµφάνιση ταλάντωσης παράγοντες. Σε υψηλότερες ϑερµοκρασίες (> 450 K), πάντως, ϕαίνεται ότι ο µηχανισµός αναδιάταξης συντελεί στην πολύπλοκη ταλαντωτική συµπεριφορά που επιδεικνύει το σύστηµα [203], [204], [209], [210], [213], [215]- [217]. Στο σύστηµα αναγωγής του NO, λοιπόν, υπάρχει ένας µηχανισµός ανεξάρτητος από την επιφανειακή αναδιάταξη, ο οποίος είναι ικανός να προκαλεί ταλάντωση στο σύστηµα.…”

“…Η µαθηµατική λύση των κινητικών εξισώσεων σε προσέγγιση Μέσου Πεδίου έχει εφαρµοστεί από κάποιες ερευνητικές οµάδες [55], [203], [204], [218]- [221], καθώς και [72] (και περιεχόµενες αναφορές), [197] (και περιεχόµενες αναφορές). Εργασίες που έχουν προσεγγίσει το σύστηµα αναγωγής του ΝΟ µε προσοµοιώσεις Kinetic Monte Carlo (KMC) ϐρίσκουµε στις αναφορές [55], [56], [58], [63], [65], [67], [71], [115], [209], [210], [216], [222], [223], καθώς και [72] (και περιεχόµενες αναφορές), [197] (και περιεχόµενες αναφορές). [40], [43], [195], [210], [213], [228], [229].…”

“…Ακολούθησαν µελέτες µε µοντέλα τύπου ZGB και από άλλες οµάδες, όπως από τους Meng, Weinberg και Evans[226] και τους Cortes και Valencia[227]. Οι Alas και Vicente[71] προσοµοίωσαν µε τη µέθοδο KMC το ϕαινόµενο της «επιφανειακής έκρηξης», ενώ ο Zhdanov[63] καθώς και οι Alas, Zgrablich et al[67],[209],[210] µε µοντέλα KMC αναπαρήγαγαν την ταλαντωτική συµπεριφορά του συστήµατος.…”