【摘要】 根据微孔体积填充的Dubinin吸附理论,表征苯标准蒸气吸附能的标准吸附特征能E0是吸附剂最重要的特征之一。
确定能量和结构特征以及表面化学状态对吸附剂吸附活性的影响是一个紧迫而实际的基本目标,这与开发用于积累甲烷、氢气、合成气、氧气和其他用作替代能源的气体的吸附系统直接相关。这种吸附系统的能量状态以一系列特定性质为特征。I. E. Men’shchikov等人[1]计算了甲烷在一系列不同来源的微孔碳吸附剂上的微分摩尔等温和积分吸附热。在所研究的吸附剂上甲烷吸附的积分热Ω的密度值Ω已被确定为积分吸附热与微孔体积之间的比率。估算了积分吸附热密度与标准吸附特征能E0的关系。根据Dubinin–Radushkevich方程在293K下对苯标准蒸气的吸附,研究了碳微孔吸附剂的结构和能量特性。甲烷(CH4)具有以下物理化学性质:分子量М=16.0426 g/mol,正常沸腾温度T0=111.66 K,临界温度Tс=190.77 K,临界压力pс=4.626 MPa。根据微孔体积填充的Dubinin吸附理论,表征苯标准蒸气吸附能的标准吸附特征能E0是吸附剂最重要的特征之一。特征能量E对于每种物质都是个体的。根据[2],E可以基于亲和系数β或基于实验数据,使用著名的吸附等温线线性截面的Dubinin–Radushkevich方程来确定:
吸附的标准特征能在很大程度上取决于吸附剂的位置及其活化程度。最高E0值是由聚氯乙烯(PAU-10)和碳化硅(AUK)获得的碳的典型值。微分摩尔等温吸附热qst由气相hg的摩尔焓与吸附系统的微分摩尔焓之差决定H1是吸附系统的另一个重要能量参数。
研究表明,密度Ω的值随着E0的增加而增加。给出了根据吸附剂的能量和结构参数计算甲烷比积累量Vsp的结果。
[1] Men’shchikov, I.E., Fomkin, A.A., Shkolin, A.V. et al. The energy of adsorption of methane on microporous carbon adsorbents. Prot Met Phys Chem Surf 53, 780–785 (2017). https://doi.org/10.1134/S2070205117050136.
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