Diffusion and electromigration of ions – products of the proton exchange reaction in a benzoic acid melt

[Диффузия и электромиграция ионов – продуктов реакции протонного обмена в расплаве бензойной кислоты]

Vitaly A. Demin, Maxim I. Petukhov

Perm State University, Perm, Russian Federation

Аннотация: Работа посвящена численному исследованию транспорта продуктов реакции протонного обмена в расплаве бензойной кислоты после взаимодействия ее молекул с кристаллом ниобата лития. Вследствие диссоциативной адсорбции с поверхности подложки в кислоту проникают положительные ионы лития и отрицательные бензоат-ионы. Перенос данных продуктов рекции описывается при помощи уравнений в приближении сплошной среды. В математической модели учитываются диффузионный и электромиграционный механизмы транспорта, а также рекомбинация ионов. В результате решения получаются стационарные распределения концентрации ионов. Из-за большой разницы в кинетике продуктов реакции бензоат-ионы группируются преимущественно вблизи подложки, в то время как ионы лития стремятся отдалиться от нее на гораздо большее расстояние. В работе показано, что при устремлении размеров расчетной области к размерам рабочего пространства реактора, ионы обоих типов формируют пограничные слои.

Ключевые слова: протонный обмен, пограничный слой, численное моделирование.

УДК: 537.9

Получена: 10.08.2024
Исправленный вариант: 15.09.2024
Принята: 24.10.2024

Язык публикации: английский