甲烷在层状石墨烯和活性炭上的吸附平衡

张维东; 郑青榕; 王泽浩; 张轩

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甲烷在层状石墨烯和活性炭上的吸附平衡

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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.

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来源
《燃料化学学报》 |2019年第8期|1008-1015|共8页
作者
张维东; 郑青榕; 王泽浩; 张轩;
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作者单位

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, 福建厦门 361021;

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, 福建厦门 361021;

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, 福建厦门 361021;

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, 福建厦门 361021;

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正文语种 chi
中图分类化学吸附、物理吸附、等温吸附;
关键词
甲烷; 石墨烯; 活性炭; 吸附;

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