基于co,2和n,2在不同表面性质吸附剂上吸附行为的研究

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1、天津大学硕士学位论文CO<,2>和N<,2>在不同表面性质吸附剂上吸附行为的研究姓名：赵抒娜申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周亚平2002.1.1～．’kt，摘要本文着重研究吸附剂表面性质对气体吸附的影响。分别采用两种吸附装置测定了不同吸附剂对二氧化碳和氮气的吸附等温线，其中二氧化碳吸附的实验温度为273．15K，平衡压力为0--3MPa，0—0．1MPa；氮气吸附的实验温度为77K，平衡压力为O—O1MPa。吸附样品包括碱性表面活性炭及其中和样品，酸性表面活性炭及其中和样品和极性表面样品：大孔硅胶，中孔硅胶和分子筛。本文还测定了氮气在273．15K

2、和298．15K下的吸附等温线，平衡压力为0--IOMPa。由此得出氮气在273．15K和298．15K下的分子截面积值。本文详尽地描述了实验装置、实验步骤、计算公式，并进行了误差分析。通过对实验数据的计算和分析得出以下结论：二氧化碳与氮气具有相似的吸附机理，但是低压下氮气77K在微孔中有明显的扩散阻力，而二氧化碳分子动能较大，能够扩散到超微孔，因而能探测到更大的孔体积；活性炭的表面酸碱性对二氧化碳吸附的影响较小，吸附剂的表面极性对二氧化碳吸附有一定的影响。牲活性炭上，氮气分子截面积在温度273．15K下约为40．4A2，每个分子，而298．15K时约为45．

3、2A2／每个分子。少)．关键词：吸恻衷面性质，氮气，二氧化碳，分子截面积，rABSTRACTTheadsorptionisothermsofC02andN2ontheadsorbentsWiththedifferentsurfacepropertiesarestudied．Twosetsofapparatusareappliedintheexperiment．Thepressurecoveredintheseexperimemsrangefrom0to3MPaand0toO．1MPawhenC02at27315Kismeasuredandfrom0to0．1M

4、PawhenNjat7Ⅸismeasured．TheadsorbentsareactivatedcarbonwithvariousPHonthesurfaces,silicagelandmolecularsieves．Thedetailsoftheexperimentalset-upandproceduremethodofevaluationaredescribed．Andtheerrorofexperimentisanalyzedforevaluatingtheaccurancyofalldata．TheresultsobtainedledtothefoUo

5、wingconclusions"1．C02at273．15KisanadsorptivethatbehavesquitesimilartoN2at77I(atcomparablerelativepressureranges，buttheUSeofN2tocharacterizethenarrowmicroporosityisnotappropriatebecauseitsadsorptionislimitedbytheexistenceofdi丑hsionalrestrictiOils．2．ThereislittleeffectontheC02adsorpti

6、onat273．15KwhentheadsorptionismeasuredontheactivatedcarbonswithvariousvaluesofPH．3．ThereissomeeffectontheC02adsorptionat273．15Kwhentheadsorptionismeasuredonthesilicagel(ormoleculesieves)withpolarizedsurfaces．4．am(averageareaoccupiedbyeachmolecule)ofN2at273．15Kisabout40．4andisabout45

7、．2at298．15K．KeyWords：AdsorptionSurfacopropertiesNitrogenCarbondioxideam前言在测定吸附剂比表面积的方法中，N2于77K吸附虽是最常用的表征方法，它也存在一定的不足。首先，N2于77I(吸附在非常低的相对压力下对微孔十分敏感，因此用N：于77K吸附来表征微孔吸附剂时，其系统的相对压力必须足够低，因此对低压设备要求比较高。其次，即使在足够低的相对压力下，对于孔径小于O．7nm的极小微孔，N2分子的扩散遇到很大阻力因此无法准确探测到超微孔从而导致一定的偏差。为此人们提出了多种其它的方法以求能在较易

8、达到的试验条件下进行测定并且克服以上N