Resumo: |
O
fenômeno de adsorção-dessorção de
partículas neutras em um substrato sólido é
estudado para problemas distintos. Este fenômeno é objeto
de estudo de muitos grupos de pesquisa, principalmente por se tratar de
um mecanismo que ainda não é totalmente entendido, e em
virtude da grande aplicabilidade que encontra em diversos contextos.
Neste trabalho, analisamos teoricamente o mecanismo de
adsorção-dessorção para três casos:
primeiro, estudamos a dinâmica de adsorção em uma
amostra em forma de slab de espessura d, tal que as duas
superfícies limitantes adsorvem a mesma quantidade de
partículas de um fluido. Para isto, utilizamos uma
equação cinética nas superfícies da
amostra. A solução exatapara a densidade de
partículas adsorvidas, e para a densidade volumétrica,
é encontrada em termos de uma série de Fourier. Em
seguida, o mesmo tipo de amostra é estudado, mas, desta vez,
levando em conta o efeito memória no fenômeno de
adsorção-dessorção devido às
colisões das partículas com o substrato. O estudo
é feito utilizando-se um novo tipo de equação
cinética para as superfícies. Esta equação
depende da escolha de um kernel, onde cada escolha de kernel pode ser
relacionada à adsorção física,
química ou ao caso em que ambos os processos ocorrem ao mesmo
tempo. Toda a analise é feita utilizandos e o método de
transformada de Laplace. Como último caso estudado, analisamos
uma sistema em que há um fluido em contato com um substrato, mas
a densidade volumétrica é mantida constante por um
reservatório. Usando a equação cinética
proposta anteriormente, determinamos a evolução temporal
da densidade de partículas adsorvidas quando temos adsorção física, adsorção
química ou quando ambos os processos acontecem juntos. Duas
comparações com dados experimentais são
realizadas. Primeiro, um acordo qualitativo com a
sobreposição de dados de adsorção
física e adsorção química. Depois, um
ajuste em uma curva experimental é realizado. Com este acordo
quantitativo, mostramos que o ideal é tratar um sistema em que
há adsorção como sendo composto dos dois
processos: adsorção física e
adsorção química. Para todos os casos analisados,
uma estimativa dos tempos envolvidos no processos é realizada.
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