Моделирование времязависимого захвата O₃ на покрытии из метановой сажи в условиях конкурентной адсорбции O₃/NO₂ и O₃/N₂O₅

Исследован захват О₃ (1 · 10¹²–5 · 10¹³ см⁻³) на покрытии из метановой сажи, предварительно обработанном N₂O₅, с использованием проточного реактора с подвижной вставкой. Исходя из зависимости коэффициента захвата озона от времени экспозиции и от концентрации [O₃], установлен механизм захвата и получен ряд элементарных параметров, описывающих процесс захвата при произвольных концентрациях О₃. На базе ленгмюровского представления адсорбции предложено модельное описание захвата на покрытии из сажи в условиях конкурентной адсорбции O₃/NO_x, где NO_x = NO₂ и N₂O₅, с учетом многостадийности процесса захвата. На основании разработанной модели и элементарных параметров, описывающих захват О₃, NO₂ и N₂O₅ на свежем сажевом покрытии, а также захват озона на поверхности, предварительно обработанной NO₂ и N₂O₅, проведены численные оценки дополнительных каналов захвата озона для двух реальных сценариев соотношения концентраций O₃/NO₂ и O₃/N₂O₅. Для промышленно развитого региона в зимнее время, когда концентрация озона минимальна (10 ppb O₃, 17 ppb NO₂ и 4 ppb N₂O₅), дополнительный интегральный вклад в захват O₃ на продуктах реакции NO₂ с сажей составляет 68%, а в случае N₂O₅ – 3.6%. Для того же региона летом при максимальной концентрации озона (36 ppb O₃, 17 ppb NO₂ и 4 ppb N₂O₅) аналогичные вклады будут составлять 20% и 1% соответственно. Причины такого различия обсуждаются.