探索气体跨越临界温度吸附行为的实验研究

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1、天津大学硕士学位论文气体跨越临界温度吸附行为的实验研究姓名：杨斌申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周亚平2000.1.1摘要本文着重于跨越临界温度点气体吸附现象的实验研究，采用容积法测定了甲烷从298．15K到158．15K在AX．21活性炭和硅胶上，氮气从298．15K到103．15K在AX．21活性炭和硅胶上的吸附数据，温度间隔20K，压力范围是0．10Mpa．详尽的叙述了实验装置，实验步骤，计算公式，并进行了误差分析，为校正在临界温度附近实验测量数据，又测定了甲烷和氮气在I临界温度附近的压缩因予曲线．通过分析曲线，校正了系统误差，拟

2、合出了相应温度下的压缩因子计算式，，并以此拟合式校正了甲烷和氮气在临界温度附近的吸附等温线。份析压缩因子＼测量结果表明，甲烷在其I临界温度附近即：Tr---0．94一1．04内，用Virial方程或RKS方程计算出的Z值均不准确：氮气在其临界温度附近即：Tr=0．94一1．25内，用Virial方程或RKS方程计算出的z值均不准确；分析等温线得出以下结论：在超临界状态下，气体吸附等温线总是一种形式，即低压下呈I型而高压下出现最大值；在微孔吸附剂如Ax一2l上，在临界点温度上下，气体吸附等温线均呈I型，但在临界点温度以上，等温线出现最大点。在中孔吸

3、附剂如硅胶上。从临界点温度以下到以上，气体吸附等温线由II型转变为I型(有最大点)，表明气体从多分子层吸附转变为单分子层吸附；在以上西种情况下，临界点温度附近气体吸附等温线、—一一，均表现出较大变化。同时J计算了甲烷在Ax一2l活性炭上不同温度下的饱和／吸附量，发现在临界温度以下饱和吸附量随温度的降低而增加，而在临界温度以上，饱和吸附量基本不变，但都小于临界温度以下的饱和吸附量，说明从临界温度以下到以上，吸附机理从微孔填充转变到了单分子层吸附。关键词超临界吸附甲烷氮气活性炭硅胶压缩因子AnExperimentalStudyontheAdsorpt

4、ionBehaviorofGasesAcrossingCriticalTemperatureAbstractTheadsorptioniSOtherrnsofmethaneandnitrogenarestudiedfromthetemperatureslowerthalltheircriticaltemperaturestothetemperatureshigher'【11antheircriticaltemperaturesbyastandardvolumetricmethord．Theadsorbentsareactivatedcarbona

5、ndsilicagel．Therangeoftemperaturesisfrom298．15kto158．15kat20KintervalswhenmethaneiSmeasuredandfrom298．15kto103．15kat20KintervalswhennitrogeniSmeasured．TherangeofDeSsureSiSfrom0to10Mpa．nedetailsoftheexperimentalset．up，proceduremethodofevaluationaredescribed．Theerrorofexperimen

6、tisanalysedforevaluatingtheaeeurancyofalldata,,thecompressionfactorsofmathaneandnitrogeninthevicinitvoftheircriticaltemperaturesaremeasuredtorevisecorrespondingdata．Theresultsarerecapitulatedasfollowing：Evaluatingthecompressionfactorofmathaneandnitrogenisnotaccurateinthevicin

7、ityoftheircriticaltemperatureswitllV醯alorRKSequation；T1leadsorptioniSOthernlsarealwaysemodelIatlowerpressureanddescend啊lhtheinOf'CaseofpressureWhelltemperatureiShigherthancriticaltemperature，andfromthetemperatureslowerthanthecriticaltemperaturetothetemperaturehigherthanthecri

8、ticaltemperature．theadsorptionisothermskeepmodelIonmicro-poreadsorbe