油茶籽的吸附等温线及热力学性质

为充分了解油茶籽水分含量与水分活度、温度之间的复杂关系,运用吸附原理,通过静态调整环境湿度法,研究了油茶籽不同温度下的吸附等温线,选择5种常用数学模型进行拟合,并在此基础上分析油茶籽的热力学性质.结果表明,修正Henderson模型的拟合度最高(R2=0.999 9,RMSE=0.007 1),根据该模型获知油茶籽在20,30,40℃下的相对安全水分含量和绝对安全水分含量分别为9.48%与8.00%,8.96%与7.57%,8.51%与7.19%.热力学性质显示,油茶籽的等量吸附热、吸附结合能均随平衡含水率的增加而不断下降,当平衡含水率一定时,吸附结合能随温度的升高而增大.     

甲烷在页岩上吸附的热力学

为了研究页岩吸附甲烷的机理,通过容积法测定35,50和65℃时页岩甲烷吸附等温线,计算甲烷在页岩上的等量吸附热和极限吸附热,从热力学角度分析甲烷在页岩上的吸附行为。研究结果表明:甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型等温线特征,Langmuir吸附模型较好地拟合了吸附数据;根据吸附等温线计算的等量吸附热为15.50~17.65 kJ/mol,平均为16.88 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附;等量吸附热随甲烷吸附量的变化而变化,是页岩表面的不均匀性和吸附分子间作用力综合作用的结果;极限吸附热定量地反映了页岩表面与甲烷气体作用力;在页岩气藏开发时,除了采用降压解吸开采外,对于极限吸附热较大的页岩气藏,可通过注入吸附能力更强的CO2等促使甲烷解吸。     

页岩气吸附规律研究

页岩的吸附解吸行为是页岩气藏含气量评价和高效开发的基础。利用自主研发的页岩气高温高压吸附实验装置,对四份鄂尔多斯盆地南部延长组页岩样品进行了高温高压吸附实验,得到了四份样品65℃下、最高压力达25 MPa的吸附等温线。采用修正的朗格缪尔(Langmair)模型对吸附等温线进行拟合,并对拟合结果进行分析。研究表明:页岩样品具有较高的吸附气能力,饱和吸附量为0.04~0.14 mmoL/g。采用修正的朗格缪尔模型可以较好地拟合页岩高压吸附等温线,拟合系数达0.99以上。页岩有机碳含量与吸附气量具有正相关性,有机碳含量越高,吸附气量越大。未发现黏土含量与吸附气量的关系。     

煤对CO_2的解吸实验及热力学参数研究

为研究煤对CO_2的解吸过程及其热力学特性,采用吸附常数测定仪在303~343 K,解吸平衡压力从5 MPa到0. 1 MPa情况下进行煤对CO_2的解吸实验,得到了4种煤样对CO_2的解吸等温曲线。研究4种煤样在不同温度时对CO_2解吸等温线变化规律以及对应的吸附模型,并计算得到煤对CO_2解吸过程中的等量吸附热。结果表明:随解吸体系温度升高,CO_2对煤表面不均匀程度的敏感性逐渐降低。因此,温度在303~323 K之间时,4种煤样对CO_2的解吸过程符合Freundlich模型;在333~343 K时,煤样对CO_2的解吸等温线符合Langmuir模型。煤对CO_2解吸的特征温度分别为:270 K(LHG)、277 K(WW)、278 K(LG)和298 K(WJL),解吸特征温度随煤变质程度的升高而升高。煤对CO_2的解吸过程中等量吸附热在吸附量为0. 1 mmol/g时在-60~-90 kJ/mol之间变化; CO_2气体在煤表面解吸过程中的等量吸附热随吸附量的增加呈Qst=cln(N)+d的对数降低规律,煤对CO_2的解吸能力随吸附量的增加而逐渐增强。研究结果对CO_2在煤表面的吸附解吸机理的研究以及利用CO_2在增产煤层气方面的应用提供一定的参考。     

三种广东典型土壤对Cu~(2+)的吸附——解吸特性研究

用平衡吸附法研究了广东地区的红壤、砖红壤以及水稻土对Cu2+的吸附和解吸。结果表明:土壤对Cu2+的吸附量、净吸附量、解吸量都随添加Cu2+浓度的增大而增大;在添加相同浓度的Cu2+标准液时,土壤对铜的净吸附量基是水稻土>红壤>砖红壤,pH值、CEC和有机质含量越大,土壤的吸附量越大;结合使用等温吸附曲线与解吸率,能够很好地描述土壤对Cu2+的吸附特性;土壤对Cu2+的吸附可用Langmuir模型、Freundlich模型和Temkin模型加以描述。     

燃煤烟气在13X分子筛上的吸附行为与热力学分析

采用静态容积法测定SO2,NO,CO2,N2和O2在13X分子筛上的吸附等温线,通过Langmuir,Sips和Toth等温方程进行拟合。研究结果表明:Sips具有较好的拟合效果。在烟气温度为75℃下,SO2,NO,CO2,N2和O2的饱和吸附量分别为:65,49,869,154和105μmol/g。由等量吸附热的计算表明:吸附热均随吸附量的升高而增大,SO2,NO,CO2,N2和O2的最大吸附热分别为:-9.35,-12.93,-31.96,-29.38和-25.09 kJ/mol。运用负载比关联模型预测5种气体的竞争吸附行为发现:多组分竞争吸附导致SO2,NO和CO2吸附量降为单组分气体吸附量的一半。在常压吸附真空解吸下可实现SO2,NO和CO2富集的体积分数为8.3%,2.9%和51.0%。     

西藏地方材料对污水中氮磷的吸附性能

以西藏地方特有的温泉石、铁矿渣、多孔透气砖为对象,研究其对污水中氨氮与磷的吸附性能,运用Freundlich和Langmuir两种方程对等温吸附试验结果进行拟合,3种材料对氨氮的吸附理论饱和吸附量G0由大到小的顺序为多孔透气砖、铁矿渣和温泉石,对磷素吸附的G0由大到小的顺序为多孔透气砖、铁矿渣和温泉石.基质吸附饱和后的解吸试验表明:多孔透气砖对氨氮吸附容量大,吸附性能好,且饱和后解吸量很小,铁矿渣和温泉石对氨氮吸附容量较小,但饱和后解吸百分比较低;多孔透气砖对磷吸附容量相对较大,铁矿渣居中,温泉石最小,饱和后解吸量及解吸百分比均较小;3种基质都存在氮磷解吸的现象,应用时应考虑其可能导致出水二次污染.     

长江口泥沙与沉积物对磷酸盐的吸附和解吸研究

在长江口河段布点采样、实验室分析的基础上，从动力学、磷的等温吸附、pH值、盐度和泥沙含量对磷酸盐的吸附和解吸的影响诸方面，对长江口泥沙和沉积物对磷酸盐的吸附和解吸进行分析研究，确定了相应的关系式及变化规律，并计算得到磷酸盐的吸附-解吸平衡时间、泥沙的饱和吸附量、解吸量及细颗粒泥沙对磷的表观等量吸附热。实验分析结果有助于长江口及临近海域富营养问题的研究，对长江口水质管理、污染控制具有指导意义。     

内蒙古部分河段表层沉积物对氨氮的吸附/解吸行为研究

通过实验室模拟的方法研究了老哈河、霍林河和乌梁素海(入湖口和湖中)的沉积物对NH~+_4-N的吸附特征.结果显示:(1)沉积物吸附氨氮的过程可以用Lagergren准二级吸附动力学方程描述,拟合得出平衡时最大吸附量为23.64 mg/kg;(2) Langmuir等温方程拟合的吸附等温线表明沉积物吸附NH~+_4-N的最大吸附容量范围是1428.75～3333.33 mg/kg,属于单分子层吸附.吸水过程及表面形貌可能对NH~+_4-N的吸附能力有影响.Freundlich吸附等温模型拟合得出常数0.8206(1/n)1.1100,说明沉积物对NH~+_4-N的吸附过程均易于进行;(3)采样点的吸附解吸平衡浓度均大于水体中的NH~+_4-N浓度,为"氮源",且对氨氮的吸附均属于不可逆反应.     

硅胶键合乙醇胺和二乙醇胺对Cu^2＋的吸附性能研究

研究了硅胶负载乙醇胺（SiO2-MEA）和二乙醇胺（SiO2-DEA）螯合吸附剂对Cu^2＋的静态饱和吸附量、吸附动力学、吸附热力学、动态吸附以及pH值对其吸附能力的影响．结果表明,SiO2-MEA和SiO2-DEA对Cu^2＋的静态饱和吸附量分别为0．2086,0．3082mmol／g;动力学和动态吸附过程符合Boyd方程,即为液膜扩散控制;热力学吸附过程符合Langmuir和Freundlich模型,即为单分子层吸附．     

沸石-水的吸附特性及其制冷/热泵性能分析

本文根据吸附理论,利用朗格缪尔模型和巴兰尼吸附位能理论模型对沸石13X-水的实测平衡数据进行等温吸附曲线拟合。计算出沸石13X对水的单层分子吸附能力以及等量吸附热。以朗格缪尔模型为基础,利用计算机绘制出沸石13X-水吸附对的lgp-1/T图。该图用以对吸附制冷或热泵过程进行热力分析,揭示出工作条件对吸附系统循环特性的影响,为吸附制冷系统的设计提供理论依据。     

高锰酸钾改性对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

采用KMnO4溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行改性,得到新的改性炭。考察了高锰酸钾浓度、pH值、投加量、吸附时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并测得吸附等温线。结果表明:改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附在低pH值时效果更好,且当KMnO4浓度为0.03～0.04mol/L时,得到的改性炭吸附性能非常好;在pH值为4.0及25℃条件下,AC-3(吸附剂编号)对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量比AC-0提高了11.6%;当温度由25℃升高到40℃时,AC-3对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量提高了28.0%;改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附作用符合Langmuir方程。     

低温环境下煤表面吸附的均匀性试验

 等量吸附热是表征固体表面吸附非均匀性的重要参数.采用高低温吸附仿真实验装置,对九里山无烟煤、新元贫煤、潘北气肥煤进行瓦斯吸附测试,通过计算等量吸附热与吸附量的关系,探讨从常温(30、20℃)降至低温(-10、-20、-30℃)对煤表面不均匀性的影响.结果表明,不同变质程度煤的瓦斯吸附量都随温度降低而增大;在常温时(30、20℃)煤的等量吸附热随吸附量的增大而减小,表明煤表面能量是不均匀的.降温至-10、-20、-30℃时煤的等量吸附热几乎和吸附量无关,表明煤表面是均匀的.煤吸附瓦斯理论Langmuir 方程在低温环境(0℃以下)更加适用.     

低浓度萘在SBA-15上吸附等温线推算

为了获取低挥发性有机物的吸附等温线,基于Langmuir方程,提出一种推算低浓度低挥发性有机物的吸附等温线的方法.脱附活化能由改进的程序升温脱附模型进行动力学分析获得,由此获得的Langmuir方程中的平衡常数B,较经典程序升温脱附模型求算值更接近本征值,且不受是否发生再吸附现象影响;饱和吸附量可结合吸附剂表征结果可得到.此方法应用于低浓度萘在SBA-15上的吸附等温线的推算,脱附活化能为58.37 kJ·mol-1,平衡常数为0.01149 Pa-1,饱和吸附量为55.11 mg·g-1,相对误差约5%,与实验值较好吻合.     

Thermodynamic analysis of adsorption process at a non-equilibrium steady state

By using the non-equilibrium thermodynamic approach, the possibility of the existence of a steady state for non-equilibrium ad-sorption with a temperature difference between body gas and adsorbed gas was confirmed and the steady state was determined. The chemical potential difference between body gas and adsorbed gas was obtained and equations for evaluating the adsorption entropy and the isosteric heat of adsorption were derived. The changes of the adsorption entropy and the isosteric heat of adsorption at the non-equilibrium steady state relative to those at the equilibrium state were calculated and the results were compared with those obtained using the traditional equilibrium thermodynamic method. The comparison suggests that the changes of the adsorption entropy and the isosteric heat of adsorption obtained using the non-equilibrium thermodynamic approach are related with not only temperature but also adsorptive state, while those obtained using the equilibrium thermodynamic method are only a function of temperature. The main reason is that the present study treats the adsorption and gas temperature change as an integrated process and considers their interaction, whereas the equilibrium thermodynamic approach separates the adsorption and gas temperature change as two independent processes and neglects their interaction.     

改性膨润土吸附萘的实验研究

选择双阳离子十六烷基三甲基溴化铵-四甲基溴化铵(3∶1)对膨润土进行改性.结果表明最佳吸附条件是:改性膨润土投加量25g/L,pH为6,反应温度40℃,摇床转速150r/min,吸附时间30min,此时改性膨润土对20mg/L的萘吸附率可达99.4%.改性后膨润土阳离子交换容量增加了1.6倍;红外光谱图显示,表面活性剂已经进入膨润土层间;解吸实验表明,有机膨润土是一种有效的吸附剂,能较好吸附萘.此外,有机膨润土可以同时吸附萘和磷酸盐.对萘的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,对磷酸盐的吸附符合Langmuir吸附等温式.     

氨改性介孔Si02用于C02／N2变压吸附分离

在323．15K下,以月桂酸为结构导向剂（SDA）、r-氨丙基三乙氧基硅烷为助结构导向剂和硅酸乙酯为硅源,采用阴离子表面活性剂法直接合成氨改性介孔Si02（AMS）用于C02／N2变压吸附分离．对样品进行低温N2吸附脱附、X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征,然后用动态法测量其C02、N2穿透曲线并计算吸附量．结果发现,在323．15K、常压下合成吸附剂AMS对C02／N2的吸附量分别为0．60mmol／g和0．03mmol／g．采用抽真空的方法对吸附剂进行再生,发现75％以上的吸附态C02能够解吸,经过多次吸附／解吸循环C02吸附特性不变．同时利用Aspenadsim软件对吸附过程进行模拟,模拟结果与实验数据吻合良好．     

H_2和CO_2在金属-有机架构(MOFs)材料中的吸附性质

使用巨正则系综蒙特·卡洛(GCMC)方法以及TEAM力场参数考察了H2和CO2分子在IRMOF-1和IRMOF-16两种晶体材料中的吸附性质,用统计涨落理论计算了客体分子的吸附热,并分析了柔性骨架和刚性骨架对客体分子吸附性质的影响.计算表明,柔性和刚性骨架对吸附量和吸附热影响可以忽略.客体分子的体积吸附量在IRMOF-1中更大,重量吸附量在IRMOF-16中更大.IRMOF-16的吸附热小于IRMOF-1.这些结论都与前人的实验及理论研究相吻合.     

大孔树脂对丹参酮ⅡA的静态吸附研究

考察了7种不同极性的大孔树脂对丹参酮ⅡA的静态吸附解吸效果;探讨了吸附过程中树脂在25℃的等温吸附过程与吸附动力学曲线,并应用Langmuir方程与Freundlich方程对吸附过程进行了拟合。结果表明：非极性的HPD-100树脂对丹参酮ⅡA的吸附解吸效果较好,其吸附率为72.24%,解吸率为69.31%,吸附量达15mg/g干树脂左右。该树脂是吸附解吸丹参酮ⅡA的较理想树脂。     

酸法改性煤渣吸附Cr（Ⅵ）的性能研究

摘要：利用盐酸对蜂窝煤渣进行改性,通过粉末X射线衍射光谱（XRD）对改性前后蜂窝煤渣的物质组成进行表征,研究了改性蜂窝煤渣对模拟含铬废水中Cr（Ⅵ）的吸附性能．改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附能力,吸附过程符合二级吸附动力学模型．分别用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型对实验数据进行拟合,结果表明,吸附过程更符合Freundlich模型,20℃、30℃、40℃下的1／n值分别为0．397、0．2992和0．1925．吸附热力学研究表明,改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）的吸附是一个自发的吸热过程．