超临界CO2中SBA-15对无机盐吸附的动力学

研究超临界环境中物质在吸附剂颗粒中的动力学行为十分关键．用Langmuir吸附模型、修正的Langmuir等温吸附模型及Freundlich吸附模型对实验数据进行了拟合,结果表明这3个模型都能较好地拟合超临界CO2中介孔基材SBA-15对前驱物AgNO,和Cu（NO3）2的吸附,其中Freundlich模型拟合误差最小．在此基础上,建立了基材颗粒内部吸附动力学模型,基于质量平衡微分方程,使用Polymath软件对吸附的平衡浓度及平衡时间进行模拟,与实验测定结果吻合良好．采用修正的Langmuir模型拟合吸附量与浓度的关系,结合动力学模型进行模拟计算可以较好地描述介孔氧化硅在超临界氛围中对无机盐的吸附行为．     

常温下煤吸附甲烷的研究

从Gibbs关于吸附的定义出发，结合Langmuir—Freundlich(L—F)方程描述了甲烷吸附的超临界吸附等温线模型，将模型应用于30℃下静态容积法测试的煤吸附甲烷的吸附等温线数据回归，模型对实验数据的拟合的相关系数R在0．9986以上．并分析了煤表面自由能的形成过程和特点，进一步根据表面化学的原理计算了煤的表面自由能。     

竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学研究

研究了室温下竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学,考察了亚甲基蓝初始浓度和吸附剂用量的影响。由Langmuir吸附等温模型、Freundlich吸附等温模型对吸附平衡数据进行拟合;动力学由准一级反应方程和准二级反应方程进行拟合。研究结果表明:Freundlich吸附等温线模型(R2=0.99)更为精确地描述了亚甲基蓝在竹炭上的吸附;吸附动力学由二级动力学模型拟合更为准确。对动力学数据进行了计算和讨论。     

颗粒改性活性氧化铝吸附除氟动力学和热力学的研究

通过对硫酸铁改性活性氧化铝颗粒（FMAA）吸附除氟的静态实验研究,得到其吸附动力学和吸附热力学描述,并进一步探讨了吸附机理和速率控制步骤。用拟一阶动力学模型、拟二阶动力学模型、Elovich模型、Boyd模型对吸附动力学实验数据进行拟合,发现所有动力学数据均符合拟二阶动力学模型,且Boyd模型拟合结果支持颗粒内扩散为动力学控制步骤的结论。采用Langmuir、Freundlich和Sips吸附等温线模型对数据进行拟合,结果显示吸附平衡数据与Sips模型相关性好,且Sips常数γ=0.712,说明FMAA上的氟离子是不均一的单层吸附。由范特霍夫方程求得吸附焓变ΔH⁰=30.39 kJ/mol,且动力学实验数据与Elovich方程相关性好,说明FMAA对氟离子的吸附主要为化学吸附。     

页岩气等温吸附/解吸特征

对页岩的吸附与解吸特征进行实验研究,通过吸附模型和解吸模型分别对等温吸附实验和等温解吸实验数据进行拟合和作对比.研究结果表明:Langmuir模型描述页岩气等温吸附过程比较合适;页岩的吸附曲线与解吸曲线不重合,解吸过程存在着滞后.页岩气的等温解吸过程宜用解吸式模型进行模拟.     

修正的页岩气等温吸附模型

针对Langmuir 等温吸附方程及修正的双朗格缪尔模型（D-Langmuir）在研究非均质吸附介质页岩等温吸附 时,对实验数据拟合精度及稳定性不高的问题,展开了新的等温吸附方程研究,研究中将吸附系统内不同吸附介质 的吸附特征转化为系统内压力的实际作用效果,对D-Langmuir 模型进行压力修正,得到新的、适用于多吸附介质的 P-Langmuir 等温吸附模型。将以上模型应用于渝东南渝页1 井共21 个样品的等温吸附实验数据的拟合,结果表明： Langmuir 模型平均误差在-0.012 0～80.021 2 m3/t;D-Langmuir 模型平均误差在-0.003 64～0.021 20 m3/t;P-Langmuir 等温吸附模型相关系数的平方0.992 5≤R2≤0.999 8,平均误差在-0.003 25～0.003 21 m3/t,相比于Langmuir 方程及 D-Langmuir 方程,P-Langmuir 模型拟合精度更高,稳定性更好,对更准确地评价页岩吸附气量具有一定的实际意义。     

孔雀石绿在煤质活性炭和桃核活性炭上吸附行为的理论分析

选取由无烟煤和桃核制备的商用活性炭,考察了25～45℃,初始浓度60～200 mg/L下,它们对水溶液中孔雀石绿的吸附时间和平衡吸附量.通过准一级动力学模型、准二级动力学模型和粒子内扩散动力学模型,分析了吸附动力学;通过Langmuir模型和Freundlich模型对吸附平衡进行了研究.结果表明,虽然煤质炭和桃核炭对孔雀石绿的吸附行为不同,但是准二级动力学模型和Langmuir模型均可以拟合实验数据,这说明它们对孔雀石绿的吸附机理是相同的.通过关联孔结构参数,发现活性炭的比表面积是影响吸附性能的关键因素.     

考虑超临界高压吸附方程的页岩气传质输运模型

目前页岩气渗流方程中常用Langmuir模型来描述吸附项对流动的影响,但在储层条件下Langmuir模型不足以描述页岩气的超临界高压吸附特征,因此需要探索建立考虑超临界高压吸附模型的页岩气渗流方程。首先本文根据统计热力学基本原理并结合相应假设建立了超临界高压吸附模型,然后根据渗流理论建立了考虑超临界高压吸附模型的页岩气渗流模型,并与考虑Langmuir模型的渗流方程进行了对比。研究表明:与Langmuir模型相比新吸附模型更能准确的描述页岩的超临界高压等温吸附曲线;新渗流方程拟合页岩气流动实验结果的精度更高,更利于描述吸附解吸对流动的影响;认为吸附解吸作用对中期日产气量的影响较大。     

柴东石炭系页岩微观孔隙结构与页岩气等温吸附研究

基于柴达木盆地东部石炭系泥页岩的孔隙结构分析,结合甲烷和二氧化碳在泥页岩中的高压等温吸附实验,对超临界条件下页岩气等温吸附特征进行研究,探讨页岩气的吸附机制。结果表明:柴达木盆地东部石炭系泥页岩具有多尺度孔隙结构,微孔比较发育,微孔比表面积对BET比表面积有较大的贡献;甲烷Langmuir吸附量随微孔比表面积或微孔体积的增加而增加,两者呈正相关性,同时受到微孔大小分布的影响;在超临界条件下,简单的Langmuir方程可近似拟合甲烷吸附的实验数据,而修改的微孔充填(Dubinin Radushkevich,D-R+K)超临界吸附模型对甲烷和二氧化碳吸附数据的拟合效果最好;吸附气可能主要以微孔充填的方式存在,而微孔为吸附气的主要储集空间。     

树脂D301M吸附草甘膦的热力学及动力学

通过静态吸附实验,研究了树脂D301M对草甘膦水溶液的吸附热力学和吸附动力学特性.测定了303.15～318.15K的等温吸附线和吸附动力学数据,并分别用Langmuir,Freundlich,Temkin模型拟合了树脂D301M吸附草甘膦水溶液的实验数据.结果表明,树脂D301M对水溶液中草甘膦的吸附符合Langmuir等温吸附方程,并根据热力学原理,计算出吸附热力学参数,其吸附焓值ΔH=58.42kJ.mol-1,ΔG0,ΔS0.树脂D301M的吸附过程符合准二阶动力学方程;采用Arrhenius方程计算出吸附的表观活化能Ea=165.22kJ.mol-1.     

煤层气等温吸附曲线形态对产气量的影响

为了了解煤储层Langmuir压力和Langmuir体积参数以及临界解吸压力对煤储层气产量的影响,通过对Langmuir方程的分析,利用储层数值模拟的方法,研究了Langmuir参数与气产量的关系。结果表明:气产量与煤储层本身的性质参数Langmuir压力和Langmuir体积有关。在开采初期,Langmuir压力和Langmuir体积越大,对产气越有利;而在开采后期,Langmuir压力越小,对产气越有利。该成果对本身性质不同的煤储层的煤层气产量的预测具有一定的参考价值和指导意义。     

对煤的最大含气量问题的讨论

煤中含气量的影响因素较多,但核心因素是煤的变质程度。以往的研究者通常用Lang-muir方程来表征煤的最大含气量,以此为根据计算获得煤层气的资源密度。然而生产的实际表明煤的最大含气量远大于Langmuir方程中的a值。重新将煤进行吸附解吸实验,在进行煤基本结构分析的基础上建立数学模型,并利用SPSS软件进行数据拟合,发现Weibull不对称函数表征的最大含气量优于Langmuir方程,拟合结果分析中Weibull不对称函数拟合的R2皆大于Langmuir方程拟合的R2。从而得出利用Weibull不对称函数来表征解吸作用更为合理。     

电子回旋共振等离子体静电探针诊断技术研究

采用Langmuir静电单探针和双探针诊断技术对微波电子回旋共振(ECR)装置产生的低温低气压氮气等离子体进行诊断.测量了等离子体密度随微波功率,轴向距离,径向距离的变化关系以及电子温度随轴向距离的变化关系.采用3种不同理论计算等离子体密度;分别采用单探针与双探针测量电子温度.结果表明,由饱和电子电流计算得到的电子密度与由受限轨道理论计算得到的电子密度相一致,约为1×1010/cm3,而由饱和离子电流计算得到的电子密度在2×1010/cm3左右;由单探针测量的轴向电子温度最高可达7 e V,而双探针的测量值最大仅为4.5 e V.越靠近离子源处,这一差异性越明显.然后引入Langmuir受限轨道理论对这些差异现象进行分析,提出电流分离的思想,将电子电流与离子电流分离,证明了受限轨道理论在ECR等离子体中的适用性.通过利用电流分离思想除去离子电流的方法得到负偏压部分的电子电流,解决了使用单探针测量电子温度时直线部分不明显的问题.     

含杂等离子体中的非线性朗谬尔波和密度坑的形成

采用Ｓａｇｄｅｅｖ势方法,研究含杂等离子体中的非线性朗谬尔波．在小振幅极限下,求出了朗谬尔波包络孤立子的解析解,并讨论了孤立子的特性．对于含有两种离子成份的等离子体,进行了数值研究．研究结果表明,随着杂质含量的增加,临界马赫数将降低,朗谬尔孤立子的宽度变窄,而密度坑加深     

考虑微裂缝的页岩气藏三重介质不稳定产量递减研究

据观测,用传统模型得到的页岩气生产数据要远低于现场数据。而为了达到拟合的目的,要人为修改缺乏物理依据支撑的储层参数。为了达到提高裂缝性页岩气藏产能模拟能力的目的,需要对页岩气的流动规律及产能进行研究。通过结合页岩气藏特征扩展双重介质模型的非稳态方程,在双重介质模型的基础上加入微裂缝作为沟通基质与人工裂缝网络的通道,并利用Langmuir等温吸附方程描述页岩气的吸附现象,建立了一个新的三重介质模型。分析了窜流系数、Langmuir体积和Langmuir压力对页岩气井不稳定产量的影响,对比了新模型与传统双重介质模型所预测的产量。     

强朗缪尔湍动与太阳质子电子事件

在空间探测中,太阳质子事件都伴生非相对论性电子,却常有观测到电子流而无质子成分的纯电子事件.纯电子事件中,电子流量比通常电子事件低一个量级左右.荷电粒子会因为与强朗缪尔湍动的相互作用而得到加速,经过理论推导发现电子和质子能否得到加速与朗缪尔湍动强度有关.代入日冕活动区物理量的典型值,计算发现正是由于质子和电子的加速条件对朗缪尔湍动强度的要求不同而产生了上述现象.     

单孔、多孔材料的分子吸附模型

文中介绍了国内外的分子吸附模型,重点阐述了Langmuir分子吸附模型,Langmuir竞争吸附模型,多参数的Langmuir模型,相平衡分子吸附模型,并进行一定的回归,提高了适应程度。     

低速太阳风中电子的随机湍动加热

在低速太阳风中,在离子声波湍动已经激发的区域,可以产生沿着一定方向运动的逃兔电子束,该电子束可以激发起强烈的纵等离子激元的湍动,朗缪尔波的主要吸收机制是通过等离子体热电子的非线性散射,朗缪尔波受激转换为离子声波,这种转换随着电子的迅速加热,几乎所有有纵等离子激元的能量都转移给散射电子,导致低速太阳风中电子的温度高于质了的温度。