Response of a model for catalytic oxidation of CO to periodic variation of the reactant's pressure

E. Machado y G. M. Buendía

Departmento de Física, Universidad Simón Bolívar, Apartado 89000, Caracas 1080–A, Venezuela

Recibido el 10 de diciembre de 2003
Aceptado el 19 de junio de 2004

Resumen

Se estudia la respuesta del modelo Ziff–Gulari–Barshad con desorción de CO (ZGB–k) a una variación periódica de la presión externa de CO alrededor de la transición discontinua y asimétrica entre el régimen reactivo (con producción de CO2) y el regimen inactivo (con la superficie envenenada por CO). En un período la presión de CO, y, toma los valores y_l e y_h durante intervalos de tiempo t_d y t_p, respectivamente. Se encuentra que, dependiendo de t_d y t_p, la actividad catalítica del sistema se incrementa significativamente en relación con los valores estacionarios. En particular, se obtiene que los valores máximos de producción de CO2 no se alcanzan sobre la recta t_d = t_p como se asume comunmente, como consecuencia de la asimetría en los tiempos de decaimiento de las fases metaestables que exhibe el modelo.

Descriptores: Termodinámica de no equilibrio; catálisis heterogénea en superficies; modelo ZGB.

Abstract

We study the response of the Ziff–Gulari–Barshad model with CO desorption (ZGB–k) to a periodic variation of the external CO pressure around the discontinuous and asymmetrical transition between the reactive regime (with CO2 production) and the inactive regime (with the surface poisoned by CO). In one period the CO pressure, y, takes the values y_l and y_hduring the time intervals t_d and t_p, respectively. We find that, depending on the values of t_d and t_p, there is a significative enhancement in the catalytic activity of the system compared with its stationary values. In particular we find that the maximum value of CO2 production does not occurs when t_d = t_p as it is commonly assumed, this is due to the asymmetry of the decay times of the metastases phases of the model.

Keywords: Nonequilibrium thermodynamics; heterogeneous catalysis at surfaces; ZGB modelo.

PACS: 05.70.Ln; 82.20.Db; 82.65.+r

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