探索氢气在多壁碳纳米管上吸附特性的研究

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1、天津大学硕士学位论文氢气在多壁碳纳米管上吸附特性的研究姓名：冯奎申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周亚平20040101摘要本文利用容积法以约20K为步长，在233．15K至318．15K，0到10MPa的大范围内测定了氢气在多壁碳纳米管上的吸附平衡数据。又测定了氢气77．15K时在经过不同处理方法得到的多壁碳纳米管上的吸脱附平衡数据，吸附与脱附曲线没有明显的滞回现象。无论是先将多壁碳纳米管纯化、研磨，之后再压制成形；还是先在400℃时氮气氛中热处理，随后压制成形，其吸附量都有不同程度的提高。等温线显示出典型的超临界吸附曲线特征，即最初吸附量随压力的增长而增加，在

2、某一压力下达到最大值，之后反而随压力的增长而降低。由于是超临界吸附，气体不可能液化，所以氢气在多壁碳纳米管上的吸附遵循单分子层覆盖原理。从吸附剂表面能量分布不均匀性导出的新型超临界吸附模型，能够很好的解释氢气在多壁碳纳米管上的吸附等温线。在所测条件下氢气在多壁碳纳米管上的最大吸附量不超过0．5wt％。计算了氢气在多壁碳纳米管上的吸附热。较低的吸附量与较低的比表面积相一致。关键词：多壁碳纳米管，超I临界吸附，氢气Abstract’I’headsorptionisothernlsofH2onmultiwalledcarbonnanotubesweremeasuredinthe

3、rangeof233．15K～318．15K(thetemperatureintervalsare20K1andO～IOMPabyastandardvolumetricmethod．Thead—anddesorptionisothermesofH2onmultiwalledcarbonnanotubesat77Kweremeasuredaswell．Adsorptionanddesorptionisothermsarelargelyreversible．Thedifferentadsorptioncapacitywasacquiredwithdifferenttreatm

4、ents．Onemethodoftreatmentwasthecarbonnanotubeswerepurified，milledandpressedintopellets．Anothermethodwaspressedintopelletsafterreceivedheattreatmentat400℃．Theisothermsshowtypicalfeatureofsupercriticaladsorption．Theamountofadsorbtionadsorbedincreasedwiththeincreasingpressureinitially，andthe

5、nreachedthemaximum，afterthatnegativeincrementwasobserved；therefore，theadsorptionofH2oncarbonnanotubesmustfollowthemechanismofmonolayercoverage．Allisothermsweresatisfactorilyexplainedbythemodelwhichappliedtosupererificaladsorption．Themaximaladsorptioncapacityofhydrogenonmukiwalledcarbonnan

6、otubesundertheconditiontestedislessthan0，5、Ⅳt％．111eheatofadsorptionwasevaluatedfromtheisotherms．ThelowadsorptioncapacityofhydrogenisinagreementwiththelowspecificsurfaceareaKeywords：multiwalledcarbonnanotubes，supercritiealadsorption，hydrogen独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加

7、以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁盗盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：巧耋签字日期：口卯歹年J，月p2日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解鑫洼盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫生盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学