Математическое моделирование каталитических процессов необходимо как для полного и точного описания, так и для контроля качества и физико-химических исследований катализаторов. В статье рассматриваются теоретические вопросы промышленного катализа. Работа посвящена теоретико-графовому анализу информативности кинетических параметров модели сложной химической реакции. Целью исследования является разработка и автоматизация алгоритма определения базиса нелинейных параметрических функций при решении обратных задач химической кинетики, позволяющего выделить число и вид независимых комбинаций констант скоростей элементарных стадий. Реализована и описана программа для анализа информативности кинетических параметров математической модели механизма сложной каталитической реакции. Полученные в работе функциональные связи кинетических параметров могут быть полезны экспериментаторам при физико-химической интерпретации и анализе механизмов химических реакций. Другими словами, предложенный авторами метод позволяет выделить независимые комбинации кинетических констант, что ведет к сокращению количества параметров модели и, как следствие, повышает точность математической модели. Результаты работы программного обеспечения иллюстрируются на примере механизма окисления водорода на платиновом катализаторе.
Mathematical modeling of catalytic processes is necessary for the complete and accurate description, as well as for controlling the quality and physicochemical studied of catalysts. In the paper, theoretical issues of industrial catalysis are discussed. The work is devoted to theoretical graph analysis of informativity of kinetic parameters of the model of a complex chemical reaction. The aim is the development and automation of algorithm for determining basis of nonlinear parameter functions in solving inverse problems of chemical kinetics in order to define the number and form of independent combinations of rate constants of elementary stages. A program package for analysis of informativity of kinetic parameters of the mathematical model of a complex catalytic reaction is developed and described. The obtained functional relations between the kinetic parameters can be useful for experimentalists in physicochemical interpretation and analysis of mechanisms of chemical reactions. In other words, the proposed method allows independent combinations of kinetic constants to be distinguished that results in shortening the number of the model parameters and, as a consequence, enhance the accuracy of the mathematical model. The mechanism of hydrogen oxidation over a platinum catalyst is given as an example of the use of the software.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.