三峡库区泥沙对磷吸附热力学实验及模型研究

利用三峡库区原状水沙开展泥沙吸附磷的热力学实验,以获得泥沙吸附磷的热力学方程和临界平衡磷浓度(EPC0)。结果表明,吸附平衡时磷在水沙之间的分配关系符合Langmuir吸附等温式,并且不同泥沙含量对应于不同的等温式。基于实验数据,对传统的Langmuir吸附等温式进行了改进,建立了反映泥沙含量影响的吸附等温式,并且得到了河流原型观测数据的验证。基于实验数据得到不同泥沙含量相应的临界平衡磷浓度,结果显示相同泥沙背景吸附条件下的EPC0同样与泥沙含量相关。     

松树皮吸附水溶液中铜离子的性能研究

以松树皮作为吸附剂,进行了生物吸附铜离子的性能研究实验.考察了吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值、吸附剂用量、吸附时间以及溶液初始浓度等方面对松树皮从水溶液中吸附铜离子的影响,并研究了符合铜离子吸附的平衡热力学和动力学模型.结果表明,平衡数据很好地符合Langmuir吸附等温式和二级反应动力学方程.在25℃下,铜离子初始质...     

储层条件下页岩样品吸附潜力预测模型

合理预测页岩在储层温度和压力条件下的吸附量对于储层描述、资源量的估算具有重要意义,而等温吸附试验下的温度与储层真实温度出入较大。该研究以吸附势理论为基础,构建吸附量随温度压力变化的模型,通过样品在30℃的吸附数据建立的关系模型,理论上可以预测样品在任意温度压力条件下的吸附量。对比60℃和90℃时等温吸附实际数据与该模型预测的吸附量发现:低温下,模型预测的吸附量与实验值较为符合,但压力增高的情况下,模型的精度也随之降低;运用球状模型对最大吸附量进行限定,能较好地纠正高压下的偏差。     

考虑有机质含量的页岩吸附气含量计算模型及其应用

为了对压力、有机质含量对页岩吸附气含量的影响规律进行研究,更准确地对吸附气含量进行估算,基于对吸附类型的讨论,通过在储层温度条件下的等温吸附实验,获得不同有机质含量下的等温吸附特征曲线;并根据Langmuir等温吸附理论得到Langmuir体积和Langmuir压力,分析有机质含量(TOC)对吸附气含量影响特征。在此基础上,利用球状模型和反正切函数形式拟合等温吸附特征以及TOC与吸附气含量的线性关系,建立吸附气含量计算模型,并以四川盆地下志留统龙马溪组3口井的多组岩心样本数据为例,对比岩心刻度后的模型计算结果与解吸气量,对模型的准确性进行验证。结果表明该模型精度较高,相关系数达到93%以上,对页岩吸附气量和含气量评价具有一定的现实指导价值。     

聚多巴胺改性碳纳米管对Pb~(2+)的吸附性能

研究了聚多巴胺改性碳纳米管对水溶液中Pb2+离子的吸附性能,考察了初始pH和吸附时间对该吸附过程的影响.该过程的吸附动力学符合准二级动力学模型,通过Langmuir吸附等温式描述更为合适,属于单分子层吸附.同时,对聚多巴胺改性前后的碳纳米管吸附Pb2+的能力进行了对比研究.结果表明,多巴胺改性的碳纳米管对Pb2+的吸附性能优于原始碳纳米管,平衡吸附量可达34.0mg/g.     

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。     

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．     

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.     

含水层介质对石油类污染质的吸附特征研究

 东北某石油采区由于输油管道锈蚀而发生石油泄漏,对地下水造成了一定的污染,含水介质的吸附作用对石油类污染质的迁移转化具有重要影响.根据该地下水石油类污染场地水化学测试结果,结合其典型的地质及水文地质条件,通过吸附动力学和等温吸附实验,以最大吸附量、吸附速率、吸附动力学常数等为定量指标,分析该地区的含水层介质对石油类污染质的吸附特征.研究结果表明,含水层介质对石油类污染质的吸附动力学规律符合准二级动力学模型,吸附量与含水层介质的比表面积成正比,吸附作用主要为物理吸附作用;含水层介质对石油类污染质的等温吸附规律为非线性等温吸附;由Langmuir 模型结果可知,含水层介质对石油烃的吸附量及吸附速率由大到小顺序为粉土、粉砂、细砂.实验结果为研究石油类污染质在含水层的迁移转化规律及修复技术提供可靠的科学依据.     

水分及温度对煤吸附甲烷的影响

采用煤吸附甲烷参数测定装置,研究了水分及温度对煤吸附甲烷的影响,对完善间接法测定煤层瓦斯含量具有重要意义.对不同变质系列的4种煤样,进行了干燥和不同水分条件下的等温吸附实验.结果表明Langmuir吸附模型拟合精度最高,并得到水分对吸附影响的校正公式.不同温度下的等温吸附实验表明,随着温度的升高,煤吸附甲烷量减小,但变化趋势并不明显.研究得到了实验测定甲烷含量的校正公式及其相对误差.     

基于Maxwell-Stefan双扩散模型的煤层气注气数值模拟

目前煤层气注气数值模拟软件中均以扩展Langmuir模型模拟多组分气体吸附/解吸,以拟稳态单孔扩散模型和Fick定律描述煤层基质中气体扩散,虽然简单,便于应用,但存在较大局限性。以试验数据为依据,评价扩展Langmuir、IAS和2D PR-EOS多组分气体吸附模型可靠性,并建立Maxwell-Stefan双扩散模型模拟气体扩散过程。最后,将双扩散模型与煤储层气水两相多组分渗流模型耦合,利用IMPES方法求解研究煤层气注气过程。研究表明:2D PR-EOS模型预测结果优于扩展Langmuir和IAS模型;注气初期基质中多组分气体吸附和甲烷解吸速率较快,之后逐渐变缓;该模拟方法可以较为准确地模拟煤层气衰竭和注气开发过程,预测煤基质中气体各组分浓度分布,为煤层气注气开发的研究及现场应用提供有效的技术手段。     

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。     

化学修饰型PRB反应介质草炭土的制备及性能

选用11种化学试剂对渗透性反应墙(PRB)反应介质草炭土进行修饰, 并分析吸附前后草炭土的微观结构. 结果表明： 经HCl,NaOH,CH₃COOH,Mg²⁺,Na₃C₆ H₅O₇和PO^3-₄修饰后的草炭土吸附总石油烃(TPH)的能力降低; 经Ca²⁺ ,Fe³⁺,Cu²⁺,乙二胺四乙酸(EDTA)和腐植酸修饰后的草炭土吸附TPH的能力升高, 其中, 经0.100 mol/L Ca²⁺修饰后的草炭土去除地下水中TPH为92.26%, 其吸附规律符合Langmuir等温吸附方程, 理论最大吸附量为2.04 g/g; 吸附动力学规律遵循准二级动力学方程, 吸附60 min后达到动态平衡; 草炭土通过物理吸附和化学吸附去除石油污染物.     

盐酸介质中氯代十六烷基吡啶对钢的缓蚀作用

 采用失重法研究了氯代十六烷基吡啶(RNCl)在盐酸介质中对钢的缓蚀作用,发现在盐酸介质中,RNCl对钢的缓蚀作用随其浓度的增加而增强,当RNCl体积分数达5×10^-6,其对钢的缓蚀作用不再随着浓度的增加而发生明显的变化.通过吸附模型的讨论发现,在30,40℃时RNCl在钢表面的吸附满足Langmuir吸附方程,而在50,60℃时,RNCl在钢表面的吸附满足Frumkin非理想吸附方程,并求得相关的热力学参数.用吸附理论讨论了缓蚀作用产生的原因.     

L-酪氨酸和L-苯丙氨酸双组分吸附平衡研究

研究了L-酪氨酸和L-苯丙氨酸在732树脂上的单组分和双组分吸附平衡.对单组分吸附,分别采用Fre-undlich和Langmuir模型拟合吸附平衡数据.对双组分吸附平衡,扩展的Freundlich模型的预测精度明显优于IAS和LCA模型,而后2者的精度相当.双组分吸附行为表明,L-苯丙氨酸在该双组分吸附系统中是强吸附质.所得到的模型为双组分竞争吸附动力学过程的数学建模与数值模拟研究提供参考.     

（W／O）／W液膜体系的界面状态方程

在Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附式的基础上，利用“有效浓度”的概念，推导出了乳化液膜体系的界面状态方程。进一步探讨了乳化液膜体系乳化溶胀与表面活性剂本身的及界面吸附状态的关系。所提出的界面状态方程预测值与实验值吻合较好。     

超声波场影响Langmuir吸附相平衡的机理分析

从分子动力学规律出发,建立了Langmuir吸附系统在外场作用下的吸附相平衡关系式,并根据超声条件下吸附相分子的受迫振动和非吸附相分子的波动,分别讨论了吸附相分子及非吸附相分子在超声波场中获得的能量,结果表明:在超声波场中,吸附相分子比非吸附相分子获得更多的能量是Langmuir吸附平衡等温线降低的本质所在.理论结果进一步表明:当超声波频率一定时,Langmuir平衡吸附量随超声波场能流的增大而减少;当超声波能流一定时,可通过调节超声波频率达到吸附相分子的固有频率而使吸附相分子获得最大的能量,从而使Langmuir平衡吸附量最小.