Заключение

Проведенное моделирование конденсации молекул показывает, что во фрактальном кластере происходит существенное увеличение эффективной аккомодации молекул, а, следовательно, и скорости гетерогенной реакции. Этот эффект возникает за счет многократных столкновений молекул с частицами кластера, что даже при низких коэффициентах аккомодации приводит к возрастанию эффективности прилипания. Количество столкновений молекул внутри кластера зависит от его морфологии.

Таким образом, в настоящей работе показана существенная роль в гетерогенных реакциях структуры аэрозольной частицы, и в особенности ее фрактальной структуры.

Простая двумерная модель, развиваемая в данной работе, позволяет оценить факторы, существенные и при трехмерном моделировании. Так, используя для моделирования кластеры, полученные в процессах кластер-кластерной и реакционно-ограниченной агрегации можно изучить влияние фрактальной размерности кластера на его адсорбционные свойства. Кроме того, с помощью развиваемого в работе подхода, можно использовать изображения реальных кластеров, полученных на электронном микроскопе, для того, чтобы оценить эволюцию адсорбционных свойств, происходящую при реструктуринге фрактало-подобных аэрозолей.

Повышение реалистичности моделирования возможно при увеличении N- числа молекул, попадающих на частицу до 105-106. При этом станет возможным исследовать ситуации с малым коэффициентом аккомодации, наиболее часто встречающиеся на практике. Влияние состояния поверхности, ее шероховатости, можно учесть при моделировании путем использования различных других, не диффузных, угловых зависимостей вылетевших молекул.

Следует отметить, что стандартный подход к анализу морфологии, заключающийся в определении фрактальной размерности кластера, в данном случае не дает достаточно полную информацию об особенностях структуры кластера, которые определяют эффективность гетерогенных реакций. В связи с этим возникает необходимость развития новых подходов к анализу морфологии, где учитывалось бы наличие полостей, степень их открытости, шероховатости внутренней поверхности, наличие разветвлений цепочечных агрегатов, и многих других параметров структуры аэрозольных частиц.

Работа выполнена при поддержке РФФИ проект № 04-03-32517 Литература

1.Seinfeld J., Pandis S. (1998) Atmospheric Chemistry and Physics. Wiley, New York

2.Feder E. (1988) Fractals. Plenum Press, New York

3.Михайлов E^., Власенко CC. (1992) Хим. физика. 11: 571-576

4.Smith D.M., Chughtai A.R. (1996) J. Geophys. Res.-Atmos. 101: 19607-19620

5.Kamm S, Mohler O, Naumann K.H, et al. (1999) Atmos. Environ. 33: 4651-4661

6.Alebic-Juretic A., Cvitas T., Klasinc L.(2000) Chemosphere 41: 667-670

7.Fractal approach to Heterogeneous Chemistry (1989) ed. D. Avnir. Wiley, New York

8.Lee S.L., Lee C.K. (1994) Int J Quantum Chem 52: 339-352

9.Coelho D., Bekki S., Thovert J.-F. et al. (2000) J. Geophys. Res. 105: 3905-3916

10.Bekki S., David C., Law K. et al. (2000) J. Geophys. Res. 105: 3917-3928.

11.Gutfraind R., Sheintuch M., Avnir D. (1991) J. Chem. Phys. 95: 6100-6111

12.Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. Москва, Мир, 1984.

13.Яблоков М.Ю. (1999) ЖФХ. 73: 214-218

14.Koulu U., Xing Y., Rosner D. (1995) Langmuir 11: 4848-4854

15.Nyeki S., Colbeck I. (1995) Aerosol. Sci. Technol. 23: 109-120

16.Samson R.J., Mulholland G.M., Gentry J.W. (1987) Langmuir 3: 272-281

Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 4 5http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/004.pdf

17. Коган M. Динамика разреженного газа. Москва, Наука, 1967.