Modelo mejorado de gas lattice en la adsorción de monóxido de carbono y oxígeno

• Autores: Edison Albert Zuluaga Hernández, Natalia Teran, Laura Ramírez, Luis Bossa
• Localización: Ing-Nova, ISSN-e 2805-9182, Vol. 1, Nº. 2, 2022, págs. 168-179
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Improved model of lattice gas in the adsorption of carbon monoxide and oxygen
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    La adsorción y posterior oxidación del monóxido de carbono (CO) en una superficie de platino (Pt) se ha estudiado utilizando métodos computacionales. El método de Monte Carlo se utiliza para este fin a través del modelo de red. Este estudio se centra en la mejora de este primer modelo teórico (ZGB) propuesto para la oxidación de CO. En este trabajo, se revisan en detalle cuatro modelos diferentes con el objetivo de establecer una comparación entre los resultados obtenidos sobre la oxidación de CO en el Pt con una superficie de orientación (111). Esta absorción depende de la concentración inicial de CO en la fase gaseosa y el número de sitios vacantes en la superficie del Pt. La variación entre los tres modelos radica en la naturaleza del coeficiente de pegado de las moléculas de CO y oxígeno (O2) en Pt [111]. Esta adsorción depende de la concentración inicial de CO en la fase gaseosa y del número de sitios vecinos   disponibles. Los resultados obtenidos en estas simulaciones muestran que el primer modelo, el modelo ZGB, difiere considerablemente de los otros modelos y, por lo tanto, los resultados con el segundo y tercer modelo tienen un mejor ajuste en la adsorción de las moléculas de CO y O2, ya que toman en cuenta la concentración de gas, el coeficiente de pegado y la interacción con las partículas vecinas. En este sentido, la reacción de oxidación ocurre en un rango de alrededor 0.5 fracción molar de CO y 0.2 de O atómico, y el envenenamiento de la superficie catalítica de platino puede inhibirse si se incluye la concentración de monóxido de carbono como parámetro de control.

  • English

    The adsorption and subsequent oxidation of carbon monoxide (CO) on a platinum (Pt) surface has been studied using computational methods. The Monte Carlo method is used to this end through the lattice model. This study focuses on the improvement of this first theoretical model (ZGB) proposed for the oxidation of CO. In this work, four different models are revised in detail with the objective of establishing a comparison between the obtained results on the oxidation of CO on the Pt with an orientation (111) surface. The variance between the models lies on the nature of the sticking coefficient of the CO and oxygen (O2) molecules on Pt (111). This adsorption depends on the initial concentration of CO in the gas phase and the number of vacant sites on the platinum surface. The results obtained in these simulations show that the first model, the ZGB model, differs considerably from the other models, and thus the results with the second and third model have a better adjustment to the adsorption of the CO and O2 molecules, since they take into account the gas concentration, the sticking coefficient and the interaction with the neighboring particles. In this sense, the oxidation reaction occurs in a wider theoretical range around 0.5 mole fraction of CO and 0.2 mole fraction of O atomic, and the poisoning of the platinum catalytic surface can be inhibited if the concentration of carbon monoxide is included as a control parameter.