基于储气材料及其储能性质的实验研究

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1、天津大学硕士学位论文储气材料及其储能性质的实验研究姓名：孙艳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周亚平2001.2.1-酪。：～摘要本文着重储气材料及其储能性质的研究。采用容积法分别测定了活性炭纤维表面加载MgO前后对甲烷的吸附等温线，实验温度为298K，平衡压力为0到10MPa；甲烷和氢气在高比表面活性炭上的吸附等温线：储氢金属氢化物TiMnl5一H系吸收、分解氢气的系列等温线，实验温度从298．15K到233．15K，间隔为IOK，平衡压力从0到10MPa。并将等质量的TiMnI5与活性炭混合构成复合储气材料，先测定复合储氢材料对氢气的存储量，当储氢量达到一定时再充

2、入甲烷测定其对氢气和甲烷混合气体的存储量，最后在脱气时采用色谱分析混合气组成。本文详尽地描述了实验装置、实验步骤、计算公式、、～、／等。(通过对实验数据的计算和分析得出以下结论：MgO的存在使活性炭纤维对甲烷的吸附量有所提高。在临界温度以上，气体在活性炭上的吸附等温线低压时呈I型，高压时出现最大值。在临界温度以上，将过剩吸附量转变为绝对吸附量的气体吸附等温线可用Langmuir方程描述，从而分别求出氢气和甲烷在活性炭上的饱和吸附量。通过VantHoff标绘分别得到氢气和甲烷在活性炭上的吸附热。实验测得的TiMnl5一H系吸收、分解氢气等温线是不可逆的，存在滞回曲线，只有压力降

3、到某一特定值才发生分解氢气的反应，在此之前，氢气吸收量不发生变化。通过分解压与温度的关系求得了TiMnl5．H系的热力学数据。在复合储气材料储气过程中，发现复合储气材料储气量接近单组份储气量之和，可认为合金和活性炭对气体的存储基本是独立的，互不影响，总储气量基本是单组份储气量的物理加和。脱气过程的色谱分析给出了脱气过程中氢气和甲烷混合气体的组成。、、～关键词储氢合金TiMnI5超临界吸附氢气甲烷活性炭活性炭纤维AbstractThehigh—pressureadsorptionisothermsofmethaneonactivatedcarbonfiber(ACF)andMg

4、O—dispersedACFaremeasuredbyastandardvolumetricmethodat298K．Thesamemethodisalsousedfordeterminingtheadsorptionisothermsofmethaneandhydrogenonactivatedcarbon(YN26)，andtheabsorptionanddesorptionisothermsofhydrogenonTiMn,5一HsystemThetemperaturerangefrom298．15Kto233．15Kwith10Kincrementandpressur

5、eupto10MPa．ThecomplexgasstoragematerialispreparedbymechanicalmixingofactivatedcarbonandTiMnl5withequalmass．TheStorageofhydrogenonthecomplexsorbentismeasuredfirst，thenmethaneareaddedtothesystem，themixedgascompositioncarlbeanalyzedbychromatographduringthedesorptionprocessatlast．Thedetailsofex

6、perimentalsetup，procedure，methodofevaluationarerecapitulatedasfollowing：TheamountabsorbedofmethaneonMgO-dispersedACFisgreaterthanthatofACKTheadsorptionisothermsarealwaystype·Iatlowerpressure，andshowamaximumathighpressurewhenthetemperatureishigherthancriticaltemperature．Langnmuirequationcanb

7、eusedfordescribingtheabsoluteadsorptionisotherms，fromwhichthesaturatedamountabsorbedwascalculated．TheheatofadsorptionwasevaluatedbyVantHoffplot．TheabsorptionanddesorptionisothermsofTiMnz5·Hshowirreversibility；Thehydrogendesorbingdoesnthappenuntilthepress