多孔材料吸液驅(qū)氣過程研究.pdf

1、多孔材料對(duì)氣體的吸附能力主要由其微孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)決定，精確地測(cè)量多孔材料的微孔結(jié)構(gòu)是其廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。77K N2吸附法是目前測(cè)定多孔材料孔結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)方法之一，但是在低溫下，N2分子不能快速擴(kuò)散到較窄的微孔內(nèi)，難以準(zhǔn)確測(cè)定較小微孔的孔結(jié)構(gòu)信息。因此需要尋找一種新方法來表征多孔材料的微孔結(jié)構(gòu)。
　　炭分子篩具有孔徑分布狹窄均一的微孔孔結(jié)構(gòu)特征，可根據(jù)動(dòng)力學(xué)選擇性分離分子尺寸有差異的小分子混合物，工業(yè)上常用于空分制氮或制氧。在炭分子

2、篩的工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)有的微孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)技術(shù)是通過化學(xué)氣相沉積反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，反應(yīng)終點(diǎn)的控制完全憑經(jīng)驗(yàn)。檢測(cè)方法是將設(shè)備?；鸾禍睾?，取出產(chǎn)品進(jìn)行變壓吸附空分測(cè)定，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量偏離目標(biāo)時(shí)，須將產(chǎn)品回爐加工。將設(shè)備加熱及冷卻的過程中，浪費(fèi)勞動(dòng)力，大大增加了能耗及生產(chǎn)成本。因此，開發(fā)一種快速表征炭分子篩微孔結(jié)構(gòu)的方法尤為重要。
　　本文采用吸液驅(qū)氣法，在常溫、常壓條件下分別進(jìn)行沸石分子篩和炭分子篩吸水驅(qū)氣實(shí)驗(yàn)。通過分析沸石分子篩吸水驅(qū)氮?dú)鈱?shí)驗(yàn)曲線以

3、及借助動(dòng)力學(xué)模型對(duì)曲線進(jìn)行模擬，研究其吸水驅(qū)氣動(dòng)力學(xué)過程，判斷沸石分子篩吸水驅(qū)氣過程的機(jī)理；通過測(cè)定炭分子篩吸水驅(qū)氮平衡量和氮?dú)庠谔糠肿雍Y微孔中的吸附相密度得到炭分子篩的微孔孔容，分析炭分子篩吸水驅(qū)氧、氮曲線判斷其孔徑分布；進(jìn)行炭分子篩吸水驅(qū)空氣實(shí)驗(yàn)，比較不同炭分子篩平衡驅(qū)氣量的相對(duì)大小，快速表征炭分子篩的微孔結(jié)構(gòu)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，沸石分子篩吸水驅(qū)氣過程受氣體分子表面吸附過程的控制，沸石分子篩顆粒間堆積孔的大小會(huì)影響其吸水驅(qū)氣