Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами

Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами

Исследована сорбция и десорбция водорода мезопористым силикатным материалом МСМ-41 в температурном интервале 6,8–290 К. Показано, что в интервале 60–290 К в кинетике сорбции молекул Н₂ образцом МСМ-41 доминирует термоактивационный механизм, оценка энергии активации которого составила Еa ≈ ≈ 466 К....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Физика низких температур
Datum:2016
Hauptverfasser: Долбин, А.В., Хлыстюк, М.В., Есельсон, В.Б., Гаврилко, В.Г., Винников, Н.А., Баснукаева, Р.М.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2016
Schlagworte:
Наноструктуры при низких температурах
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129340
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами / А.В. Долбин, М.В. Хлыстюк, В.Б. Есельсон, В.Г. Гаврилко, Н.А. Винников, Р.М. Баснукаева // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 12. — С. 1455-1461. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-129340
record_format dspace
spelling Долбин, А.В.
Хлыстюк, М.В.
Есельсон, В.Б.
Гаврилко, В.Г.
Винников, Н.А.
Баснукаева, Р.М.
2018-01-18T18:47:48Z
2018-01-18T18:47:48Z
2016
Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами / А.В. Долбин, М.В. Хлыстюк, В.Б. Есельсон, В.Г. Гаврилко, Н.А. Винников, Р.М. Баснукаева // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 12. — С. 1455-1461. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
0132-6414
PACS: 68.43.Jk, 68.43.Mn
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129340
Исследована сорбция и десорбция водорода мезопористым силикатным материалом МСМ-41 в температурном интервале 6,8–290 К. Показано, что в интервале 60–290 К в кинетике сорбции молекул Н₂ образцом МСМ-41 доминирует термоактивационный механизм, оценка энергии активации которого составила Еa ≈ ≈ 466 К. В интервале 17–60 К температурная зависимость коэффициентов диффузии молекул Н2 в МСМ-41 практически полностью отсутствовала, что характерно при преобладании туннельного механизма диффузии над термоактивационным. В интервале 8–17 К наблюдалось изменение подвижности молекул Н₂ в каналах МСМ-41, что, по-видимому, соответствует формированию при охлаждении (либо разрушению при нагреве) монослоя и последующих слоев водорода, сконденсированного на внутренней поверхности каналов, энергия активации этого процесса Еm ≈ 21,2 К. При температуре ниже 8 К коэффициенты диффузии Н₂ слабо зависят от температуры, что, предположительно, соответствует изменению механизма заполнения каналов МСМ-41 от послойного роста пленки на внутренней поверхности канала к капиллярной конденсации молекул Н₂. Результаты работы сопоставлены с данными, полученными ранее для низкотемпературной сорбции водорода жгутами углеродных нанотрубок.
Досліджено сорбцію та десорбцію водню мезопористим силікатним матеріалом МСМ-41 в температурному інтервалі 6,8–290 К. Показано, що в інтервалі 60–290 К в кінетиці сорбції молекул Н₂ зразком МСМ-41 домінує термоактиваційний механізм, оцінка енергії активації якого склала Еa ≈ 466 К. В інтервалі 17–60 К температурна залежність коефіцієнтів дифузії молекул Н₂ в МСМ-41 практично повністю відсутня, що характерно в разі переважання тунельного механізму дифузії над термоактиваційним. В інтервалі 8–17 К спостерігалася зміна рухливості молекул Н₂ в каналах МСМ-41, що, вірогідно, відповідає формуванню при охолодженні (або руйнуванню при нагріванні) моношару і наступних шарів водню, який сконденсовано на внутрішній поверхні каналів, енергія активації цього процесу Еm ≈ 21,2 К. При температурі нижче 8 К коефіцієнти дифузії Н₂ слабо залежать від температури, що, імовірно, відповідає зміні механізму заповнення каналів МСМ-41 від пошарового росту плівки на внутрішній поверхні каналу до капілярної конденсації молекул Н₂. Результати роботи зіставлені з даними, які отримані раніше для низькотемпературної сорбції водню джгутами вуглецевих нанотрубок.
The sorption and desorption of hydrogen by mesoporous MCM-41 silicate material is studied at temperatures ranging from 6.8 to 290 K. It is found that a thermally activated mechanism with an estimated activation energy Ea ≈ 466 K predominates in the H₂ sorption kinetics of an MCM-41 sample for temperatures of 60–290 K. For temperatures of 17–60 K the diffusion coefficient of H ₂ molecules in MCM-41 is almost entirely temperature independent, which is typical when a tunneling diffusion mechanism predominates over the thermally activated mechanism. Within the 8–17 K range, a change in the mobility of H₂ molecules in the channels of MCM-41 is observed that appears to correspond to the formation of a monolayer (or its destruction during heating) and subsequent layers of hydrogen which have condensed on the inner surfaces of the channels. This process has an activation energy Em ≈ 21.2 K. At temperatures below 8 K the diffusion coefficients of H₂ depend weakly on temperature. This presumably corresponds to a change in the mechanism for filling of the channels of MCM-41 from the layer-by-layer growth of film on the inner surfaces of the channels to capillary condensation of H ₂ molecules. These results are compared with previously obtained data on low-temperature sorption of hydrogen by bundles of carbon nanotubes.
Авторы выражают признательность проф. А.И. Прохватилову за плодотворное обсуждение результатов работы, а также Национальной академии наук Украины за финансовую поддержку работы в рамках программы «Фундаментальные проблемы создания новых наноматериалов и нанотехнологий» (проект № 6/16-Н).
ru
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
Физика низких температур
Наноструктуры при низких температурах
Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
Quantum effects in the sorption of hydrogen by mesoporous materials
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
spellingShingle Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
Долбин, А.В.
Хлыстюк, М.В.
Есельсон, В.Б.
Гаврилко, В.Г.
Винников, Н.А.
Баснукаева, Р.М.
Наноструктуры при низких температурах
title_short Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
title_full Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
title_fullStr Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
title_full_unstemmed Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
title_sort квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами
author Долбин, А.В.
Хлыстюк, М.В.
Есельсон, В.Б.
Гаврилко, В.Г.
Винников, Н.А.
Баснукаева, Р.М.
author_facet Долбин, А.В.
Хлыстюк, М.В.
Есельсон, В.Б.
Гаврилко, В.Г.
Винников, Н.А.
Баснукаева, Р.М.
topic Наноструктуры при низких температурах
topic_facet Наноструктуры при низких температурах
publishDate 2016
language Russian
container_title Физика низких температур
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
format Article
title_alt Quantum effects in the sorption of hydrogen by mesoporous materials
description Исследована сорбция и десорбция водорода мезопористым силикатным материалом МСМ-41 в температурном интервале 6,8–290 К. Показано, что в интервале 60–290 К в кинетике сорбции молекул Н₂ образцом МСМ-41 доминирует термоактивационный механизм, оценка энергии активации которого составила Еa ≈ ≈ 466 К. В интервале 17–60 К температурная зависимость коэффициентов диффузии молекул Н2 в МСМ-41 практически полностью отсутствовала, что характерно при преобладании туннельного механизма диффузии над термоактивационным. В интервале 8–17 К наблюдалось изменение подвижности молекул Н₂ в каналах МСМ-41, что, по-видимому, соответствует формированию при охлаждении (либо разрушению при нагреве) монослоя и последующих слоев водорода, сконденсированного на внутренней поверхности каналов, энергия активации этого процесса Еm ≈ 21,2 К. При температуре ниже 8 К коэффициенты диффузии Н₂ слабо зависят от температуры, что, предположительно, соответствует изменению механизма заполнения каналов МСМ-41 от послойного роста пленки на внутренней поверхности канала к капиллярной конденсации молекул Н₂. Результаты работы сопоставлены с данными, полученными ранее для низкотемпературной сорбции водорода жгутами углеродных нанотрубок. Досліджено сорбцію та десорбцію водню мезопористим силікатним матеріалом МСМ-41 в температурному інтервалі 6,8–290 К. Показано, що в інтервалі 60–290 К в кінетиці сорбції молекул Н₂ зразком МСМ-41 домінує термоактиваційний механізм, оцінка енергії активації якого склала Еa ≈ 466 К. В інтервалі 17–60 К температурна залежність коефіцієнтів дифузії молекул Н₂ в МСМ-41 практично повністю відсутня, що характерно в разі переважання тунельного механізму дифузії над термоактиваційним. В інтервалі 8–17 К спостерігалася зміна рухливості молекул Н₂ в каналах МСМ-41, що, вірогідно, відповідає формуванню при охолодженні (або руйнуванню при нагріванні) моношару і наступних шарів водню, який сконденсовано на внутрішній поверхні каналів, енергія активації цього процесу Еm ≈ 21,2 К. При температурі нижче 8 К коефіцієнти дифузії Н₂ слабо залежать від температури, що, імовірно, відповідає зміні механізму заповнення каналів МСМ-41 від пошарового росту плівки на внутрішній поверхні каналу до капілярної конденсації молекул Н₂. Результати роботи зіставлені з даними, які отримані раніше для низькотемпературної сорбції водню джгутами вуглецевих нанотрубок. The sorption and desorption of hydrogen by mesoporous MCM-41 silicate material is studied at temperatures ranging from 6.8 to 290 K. It is found that a thermally activated mechanism with an estimated activation energy Ea ≈ 466 K predominates in the H₂ sorption kinetics of an MCM-41 sample for temperatures of 60–290 K. For temperatures of 17–60 K the diffusion coefficient of H ₂ molecules in MCM-41 is almost entirely temperature independent, which is typical when a tunneling diffusion mechanism predominates over the thermally activated mechanism. Within the 8–17 K range, a change in the mobility of H₂ molecules in the channels of MCM-41 is observed that appears to correspond to the formation of a monolayer (or its destruction during heating) and subsequent layers of hydrogen which have condensed on the inner surfaces of the channels. This process has an activation energy Em ≈ 21.2 K. At temperatures below 8 K the diffusion coefficients of H₂ depend weakly on temperature. This presumably corresponds to a change in the mechanism for filling of the channels of MCM-41 from the layer-by-layer growth of film on the inner surfaces of the channels to capillary condensation of H ₂ molecules. These results are compared with previously obtained data on low-temperature sorption of hydrogen by bundles of carbon nanotubes.
issn 0132-6414
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129340
citation_txt Квантовые эффекты в сорбции водорода мезопористыми материалами / А.В. Долбин, М.В. Хлыстюк, В.Б. Есельсон, В.Г. Гаврилко, Н.А. Винников, Р.М. Баснукаева // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 12. — С. 1455-1461. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT dolbinav kvantovyeéffektyvsorbciivodorodamezoporistymimaterialami
AT hlystûkmv kvantovyeéffektyvsorbciivodorodamezoporistymimaterialami
AT eselʹsonvb kvantovyeéffektyvsorbciivodorodamezoporistymimaterialami
AT gavrilkovg kvantovyeéffektyvsorbciivodorodamezoporistymimaterialami
AT vinnikovna kvantovyeéffektyvsorbciivodorodamezoporistymimaterialami
AT basnukaevarm kvantovyeéffektyvsorbciivodorodamezoporistymimaterialami
AT dolbinav quantumeffectsinthesorptionofhydrogenbymesoporousmaterials
AT hlystûkmv quantumeffectsinthesorptionofhydrogenbymesoporousmaterials
AT eselʹsonvb quantumeffectsinthesorptionofhydrogenbymesoporousmaterials
AT gavrilkovg quantumeffectsinthesorptionofhydrogenbymesoporousmaterials
AT vinnikovna quantumeffectsinthesorptionofhydrogenbymesoporousmaterials
AT basnukaevarm quantumeffectsinthesorptionofhydrogenbymesoporousmaterials
first_indexed 2025-11-28T15:53:39Z
last_indexed 2025-11-28T15:53:39Z
_version_ 1850853842275532801

Ähnliche Einträge