甲烷在层状石墨烯和活性炭上的吸附平衡

甲烷在层状石墨烯和活性炭上的吸附平衡

论文摘要

以吸附式天然气(ANG)吸附剂的工程应用为目的,以0-10 MPa、283.15-303.15 K甲烷在层状石墨烯(GS(3D),比表面积2062 m2/g)和活性炭SAC-01(比表面积1507 m2/g)上的吸附平衡数据作分析。首先,在77.15 K下由氮气吸附表征样品的孔径大小及分布(PSD)和比表面积。其次,选择极低压力下的吸附平衡数据标定亨利定律常数,确定甲烷在两吸附剂上的极限吸附热,并由维里方程和10-4-3势能函数计算甲烷与两吸附剂壁面之间的相互作用势。最后,依据测试的甲烷在吸附剂上的高压吸附平衡数据,比较了Langmuir系列方程的关联数据后的拟合精度,并由绝对吸附量计算了甲烷的等量吸附热。结果表明,甲烷在GS(3D)和活性炭SAC-01上的平均极限吸附热为23.07、20.67 kJ/mol; 283.15 K下甲烷分子与GS(3D)和活性炭SAC-01之间的交互作用势εsf/k为67.19、64.23 K,与洛伦混合法则的计算值64.60 K相近; Toth方程关联甲烷在活性炭SAC-01和GS(3D)上吸附平衡数据的拟合累计相对误差为0.25%和2.29%;甲烷在活性炭SAC-01和GS(3D)上的等量吸附热平均值为16.8和18.3 kJ/mol。相对于活性炭SAC-01,比表面积和微孔容积均较高的GS(3D)对甲烷的吸附更具有优势。

论文目录

  • 1 实验部分
  •   1.1 材料结构的表征
  •   1.2 吸附等温线测试
  •     1.2.1 低压力下的吸附平衡测试
  •     1.2.2 高压下的吸附平衡测试
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 极限吸附热
  •   2.2 吸附模型
  •   2.3 等量吸附热
  •   2.4 甲烷分子与吸附剂表面碳原子间的交互作用势
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张维东,郑青榕,王泽浩,张轩

    关键词: 甲烷,石墨烯,活性炭,吸附

    来源: 燃料化学学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学

    单位: 集美大学轮机工程学院福建省船舶与海洋工程重点实验室

    基金: 厦门市科技计划(3502Z20173026)项目资助~~

    分类号: O647.3

    页码: 1008-1015

    总页数: 8

    文件大小: 1193K

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