Reaction and diffusion in single file networks: Computer simulations and statisticalthermodynamic investigations

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Kanalsysteme in zahlreichen Zeolithen sind der Austragungspunkt vielfältiger katalytischer, ökonomisch relevanter Reaktionen, wobei die Elementarprozesse Reaktion, Diffusion, Ad- und Desorption eine stets begleitende wichtige Rolle spielen. Besonders interessant hierbei sich kreuzende Kanäle unterschiedlicher geometrischer und chemischer Beschaffenheit, in denen nicht nur Single-File Verhalten der Diffusion auftritt, sondern spezifische Confinement-Bedingungen in solcher Art vorhanden sein können, dass für Ausgangs- und Produktmoleküle von Reaktionen unterschiedliche Diffusionswege eingenommen werden, die zum sogenannten "Molecular traffic control-Effekt" führen können. Die auftretende wissenschaftlichen Probleme sind durch Experimente nicht allein bzw. überhaupt nicht lösbar. Deshalb sollen und müssen theoretische Arbeiten Hilfestellungen geben. Es werden zur Lösungen einerseits dynamische Monte Carlo Simulationen unter stationären und nicht stationären Bedingungen quasi als Ersatzexperimente eingesetzt. Andererseits sollen die Simulationsergebnisse eine physikalische Fundierung durch Lösungen von Mastergleichungen mit Hilfe von Mean-Field-Theorien erfahren.