构造煤微观结构对其吸附特性的影响实验

为研究构造煤孔隙微观结构及其对瓦斯吸附的影响,采用压汞实验及PCT高压吸附实验,针对澄合矿区典型构造煤煤样进行孔隙结构分析及吸附特性测定,通过实验数据计算煤样孔隙体积及表面分形维数,分析构造煤微观孔隙结构对瓦斯吸附特性及吸附常数a、b值的影响。研究结果表明:煤样总孔容以大孔贡献为主,总比表面积微孔占比最高,各煤样间大、中、小及微孔占比基本相近,煤样坚固性系数与其总孔容成反比;吸附常数a与煤样微孔孔容、比表面积呈正相关关系,吸附常数b随着煤样大孔孔容占比、微孔占比的增大而增加;随着总比表面积增加,单位质量煤瓦斯吸附量逐渐增加,即微孔比表面积越大,瓦斯吸附能力越强;煤样孔隙体积及表面分形维数均可分为两部分,大、中孔隙分形维数在2～3之间,该段分形特征较为明显且孔隙结构复杂,孔隙体积分形维数与吸附常数a呈正相关关系。     

氯化钙复合吸附剂制冷性能的实验研究

研究与开发对环境友好的吸附式制冷工质对对节能和环保都具有重要意义.本文对以CaCl2为吸附剂,NH3为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究.针对CaCl2吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、传热传质性能下降等问题,将 CaCl2分别与CaSO4、水泥按质量比4:1进行复配,并进行吸附制冷性能实验.实验表明：温度是过程的控制因素,在110℃时,CaCl2/CaSO4复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量是CaCl2的1.325倍,是CaCl2/水泥的1.89倍.对吸附剂比表面积及孔结构表征的结果为：CaCl2 、CaCl2/CaSO4的BET比表面积分别为1.2871m2.g-1,1.9163m2.g-1;总孔容分别为0.005117cm3.g-1,0.007703cm3.g-1;平均孔径分别为8.420nm,11.521nm.实验结果表明：复合吸附剂的制冷量有较大提高、膨胀粉化程度降低、其微孔结构和比表面积保持良好.     

新疆阜康矿区煤层孔隙结构特征的氮吸附实验研究

为研究新疆阜康矿区主采煤层吸附孔孔隙结构特征,选取该矿区四个典型煤样,基于低温氮吸附实验绘制了煤样的吸附解吸等温线,得到煤的孔隙直径,采用BET模型和BJH模型计算了孔隙比表面积和体积等参数,分析了煤样孔隙比表面积及体积分布规律。结果表明:新疆阜康矿区煤的吸附解吸等温线回滞环很小,吸附孔以一段开口的均匀圆筒形孔为主。煤样吸附孔发育程度差别明显,导致各煤层对瓦斯吸附储存能力有所不同。各煤样孔径分布较为均衡,比表面积以过渡孔占比最大,其次为微孔及中孔;过渡孔和中孔的孔隙体积占比较大,微孔较小。煤样孔隙体积分布规律基本一致,比表面积在过渡孔和中孔范围内分布规律相同,微孔范围内分布差异较大。     

介孔硅酸钙的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能

以硝酸钙和硅酸钠为原料、十二烷基磺酸钠为模板剂,通过共沉淀法制备了介孔硅酸钙;采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和孔容与比表面积分析仪(BET)等对其结构和形貌进行了表征;考察了其对含Pb2+模拟重金属废水的吸附及解吸再生性能.结果表明,合成的硅酸钙具有介孔结构,为狭缝孔,孔径介于4-50 nm,比表面积为250.12 m2·g-1;在298 K下,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量为613.42 mg·g-1,远比比表面积为847.47 mg·g-1的活性炭大;吸附反应为吸热反应,吸附等温线符合Langmuir吸附模型;经5次洗脱再生后,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量和去除率仅分别降低37.64 mg·g-1和5.88%,表明其具有较好的吸附/再生性能.     

不同活性石灰的性能

以活性石灰为研究对象,对其进行微观分析。通过测定石灰物性,如活性度、石灰体积密度、气孔率、比表面积与孔径等,确定了石灰活性与其物性相互之间的关系。石灰活性度随着体积密度、孔径的增大而减小,随着比表面积气孔率的增大而增大。从活性石灰微孔和中孔的分布范围和积累量来看,石灰中微孔和中、孔的积累量越大,石灰活性度越高。     

不同活性石灰的性能

以活性石灰为研究对象,对其进行微观分析。通过测定石灰物性,如活性度、石灰体积密度、气孔率、比表面积与孔径等,确定了石灰活性与其物性相互之间的关系。石灰活性度随着体积密度、孔径的增大而减小,随着比表面积气孔率的增大而增大。从活性石灰微孔和中孔的分布范围和积累量来看,石灰中微孔和中、孔的积累量越大,石灰活性度越高。     

煤焦孔隙结构的表征及分析方法的构建

为建立能真实反映煤焦比表面积和孔隙结构的分析方法,分别以N2、Ar和CO2作为吸附质测定淮南煤焦的吸附等温线,并采用多层吸附模型(BET)、孔径分布模型(BJH)和非定域密度函数理论(NLDFT)模型计算煤焦的比表面积和孔隙结构。结果表明:淮南煤焦含有连续分布的微孔和介孔,孔形以狭缝形孔和一端封闭的盲孔为主。由于四极矩的存在导致以N2为吸附质时测得的吸附量、比表面积和孔容较Ar大;BET模型主要用于介孔材料孔结构的分析,用于样品中的微孔分析时,其分析表面积偏小。表征多孔碳材料,特别是含有复杂无序的孔隙结构的物质时,一种较为合适的方法是:首先,以Ar作为吸附质,判断煤焦中介孔的孔形及孔径分布,并采用NLDFT模型对煤焦在介孔范围内的比表面积和孔体积进行计算;然后,以CO2作吸附质对煤焦的微孔进行分析,通过NLDFT模型获取煤焦微孔范围内的比表面积和孔结构等参数。     

中低阶煤孔隙结构特征的氮吸附法和压汞法联合分析

为进一步分析中低阶煤孔隙结构特征,选取新疆矿区4个典型煤样,通过低温氮吸附法和压汞法测试了煤样的孔隙参数,得到2种测试方法下孔隙比表面积及孔隙体积分布,提出2种测试方法的全孔径段孔隙联孔原则:首先在不超过各自测试范围的前提下,测试微孔孔隙特征以氮吸附法为主,中孔及大孔孔隙特征主要以压汞法为主,联孔位置在过渡孔段; 2种方法在同一孔隙直径处比表面积增量或孔隙体积增量差值最小处即为联孔段。分析了实验煤样全孔径段的孔隙特征,研究结果表明:采用氮吸附法和压汞法对煤样全孔径段孔隙结构分析的联孔位置,对于低阶煤为50～60 nm,中阶煤为85～90 nm,均位于过渡孔段;全孔径段孔隙比表面积占比,低阶煤以微孔为主,中阶煤受微孔和过渡孔共同作用;中低阶煤的全孔径段孔隙体积占比均以中大孔为主。     

黔北地区二叠系龙潭组页岩微观孔隙特征及其储气性

为了深入研究黔北地区海陆过渡相页岩储层微观孔隙结构特征,选取了二叠系龙潭组钻井岩心页岩样品进行氩离子抛光-场发射扫描电镜实验、氮气吸脱附实验、及相关地化和等温吸附等测试,研究页岩微观孔隙类型及孔隙结构特征,并探讨微观孔隙对页岩储气性能的影响。研究结果表明,龙潭组页岩储层的孔隙类型主要包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、微裂缝4种,以矿物颗粒粒间孔和黏土矿物粒内孔最为发育,有机质孔发育较少,这主要是因为Ⅲ型干酪根显微组分为结构稳定的镜质组和惰质组在生烃过程中不易产生有机质孔;氮气吸附实验结果显示龙潭组页岩孔隙类型复杂,主要表现为两类：细颈广体的墨水瓶孔隙和四边开口的平行狭缝型孔隙,孔径主要介于3～5nm,以发育中孔为主,BET比表面积平均为15.846m2/g,BIH总孔体积平均为0.01258ml/g;龙潭组页岩样品吸附气含量较高（平均为2.37m3/t）,页岩储层微观孔隙对吸附性能有重要的影响,其中吸附气含量与页岩的孔径呈负相关关系,与页岩的比表面积、孔体积呈较好的正相关关系,页岩的纳米级孔隙为烃类气体的赋存和运移提供了有利条件。     

花椒籽废渣制备活性炭及其对对硝基苯酚的吸附行为

以花椒籽废渣为原料,在N2气氛下用ZnCl2活化制备了活性炭,采用FT-IR,BET,XRD,SEM和TG对制备的活性炭进行了表征.在碳化温度700℃、碳化时间60min、ZnCl2浓度50%(质量比)、ZnCl2溶液与花椒籽废渣质量比为1.5的条件下,制备的活性炭具有高度破裂的多孔表面,比表面积为883.4m2·g-1,总孔体积为0.55cm3·g-1,平均孔径为2.47nm.以制得的活性炭为吸附剂,研究了其对对硝基苯酚的吸附行为.结果表明,在吸附剂投加量为0.5g·L-1、温度293K、pH=8.0、吸附时间为6h时,制备的活性炭对对硝基苯酚的吸附容量为334mg·g-1,吸附可用Sips等温方程较好模拟,吸附为自发的吸热过程,吸附符合准二级动力学模型.