С. В. Булярский, А. С. Басаев, А. Н. Сауров
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АДСОРБЦИИ АТОМОВ
И МОЛЕКУЛ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ
В работе построена термодинамика адсорбции газов углеродными нанотрубками. <...> Получены выражения, позволяющие вести расчеты с учетом действия
внешних факторов, учитывать различные типы взаимодействия при адсорбции, а
следовательно, позволяющие анализировать процессы как физической, так и химической адсорбции и определять ее термодинамические параметры. <...> Теоретические модели апробированы на примере физической адсорбции водорода. <...> Например, адсорбция кислорода
способствует росту концентрации дырок в нанотрубках, хотя она не является
хемосорбцией и химических связей кислорода с атомами углерода не устанавливается [2–5]. <...> При адсорбции углеродная нанотрубка (УНТ) изменяет
свою электронную структуру, что решающим образом сказывается на ее
электронных свойствах [6, 7]. <...> Понимание данных процессов, а также наличие
адекватных математических моделей может стать основой для создания новых перспективных технологий приборов на основе УНТ. <...> Для создания управляемых технологий необходимо определение параметров адсорбции. <...> Для нахождения энергии и количества адсорбированных
атомов или молекул необходимо разработать термодинамическую модель
процесса адсорбции. <...> С этой целью в данной работе за основу принят метод,
основанный на минимизации свободной энергии Гиббса [8–11]. <...> Применение метода, основанного на минимизации свободной энергии
Гиббса, предполагает, что в системе существует равновесие: выровнялись
температура и давление, и все кинетические процессы стали стационарными. <...> В этом случае, при постоянной температуре и давлении, должна быть минимальна свободная энергия Гиббса:
G = H − TS . <...> (2)
где G L – свободная энергия внешней фазы; N α – концентрация частиц сорта
α во внешней фазе; G S – свободная энергия кристалла; G e – свободная
энергия носителей заряда: электронов и дырок. <...> Эта составляющая <...>