Estudo de adsorção-dessorção : equação cinética e efeito memória

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: Zola, Rafael Soares
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual de Maringá; Brasil; Programa de Pós-Graduação em Física; UEM; Maringá, PR; Departamento de Física
• Palavras-chave em Português: Cristal líquido; Transição de fase; Equação de estado; Adsorção sólida; Equação cinética; Teoria de cristal líquido; Efeito memória.; Ciências Exatas e da Terra; Física
• Link de acesso: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2689

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 exata para 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 análise é feita utilizando-se 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 nos processos é realizada.