Исследование локальной плотности и адсорбции на плоских адсорбентах

Одной из простейших, но базовых модельных систем, является адсорбционный слой леннард-джонсовского флюида на плоской поверхности твердого тела. Обозначим через zось, перпендикулярную поверхности, а начало координат совместим с граничной поверхностью твердого тела, отвечающей середине наружного монослоя атомов, т.е.

(см. п. 2.1), где индекс fуказывает, что данная величина соответствует адсорбату. Приведенная поверхностная плотность n_sопределяется как pσ~, где индекс 5 указывает на то, что данные величины соответствует адсорбенту. Профили плотности, показанные на рис. 7-10, а также изотермы адсорбции, представленные на рис. 13, рассчитывались с использованием потенциала, применяемого ранее для молекулярно-динамикческих расчетов [132], а затем и в нашей работе [133]. Остальные результаты, отвечающие конкретной системе «метан-графит», получены с использованием потенциала Стила [134]. Основным управляющим параметром, определяющим характер протекания процесса формирования адсорбционного слоя или конденсированной пленки на поверхности твердого тела, является величина химического потенциала μ, отвечающая пару, при конденсации которого образуется рассматриваемый слой. От μцелесообразно перейти к ∆μ = μ-μ = ln сС , где μ- химический потенциал макроскопической жидкой фазы, совпадающий с химическим потенциалом насыщенного пара, с* = c/c_Q- приведенная активность (здесь индекс «0» отвечает насыщенному пару). В приближении идеального газа с* совпадает с относительным давлением р* = p∕p₀и с приведенной объемной концентрацией c* = c∕c₀. В случае пересыщенного пара (когда ∆μ>0) равновесие слоя невозможно: будет происходить «обвальная» конденсация, т.е. формирование макроскопической жидкой фазы. Когда же ∆μ = 0 (линия насыщения) ситуация становится неопределенной. Соответственно, наибольший интерес представляет случай, при котором ∆μ