初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线及其热力学性质研究

为探究初烤烟叶主脉与叶片在吸湿过程中所表现出的水分吸附特性,测定初烤烟叶主脉与叶片在环境温度20、25、30、35、40℃以及环境相对湿度50%、60%、70%、80%、90%下的吸湿情况,绘制初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线,采用5种常用的农产品吸附等温线模型对试验数据进行拟合,并在此基础上探究初烤烟叶主脉与叶片的热力学性质。结果表明,初烤烟叶主脉与叶片的吸附等温线属于Ⅲ型等温线,在环境相对湿度相同的条件下,初烤烟叶主脉与叶片的平衡含水率随环境温度的升高而降低。MHAE模型是描述初烤烟叶主脉与叶片吸附等温线的最佳模型,决定系数(R^(2))为0.99877~0.99905,平均相对百分率误差(MRE)为1.45515%~2.94968%。热力学性质研究结果表明,在平衡含水率发生变化时,初烤烟叶主脉与叶片的净等量吸附热(Q_(st))与微分吸附熵(ΔS)有相似的变化趋势,均随平衡含水率的升高而下降,且两者与温度之间都没有明显关系。在初烤烟叶主脉与叶片的水分吸附过程中,熵-焓补偿理论也同样存在并适用,并且水分吸附过程是自发的由焓所驱动的反应。综上,初烤烟叶主脉与叶片在水分吸附过程中的热力学性质较为相似,MHAE模型适合用来描述初烤烟叶主脉与叶片在温度20~40℃的吸附等温线。

不同温度下斜叶桉木材吸湿、解吸等温线与热力学性质

近年来斜叶桉(Eucalyptus obliqua)木材广受国内市场欢迎,需求量大,但尚无高效可行的常规干燥工艺,需对其吸湿性及热力学性质进行深入研究。本文利用恒温恒湿箱法研究了斜叶桉在不同温度下(30℃、45℃、60℃、75℃)的等温吸湿、解吸特性,并通过GAB和H-H模型对吸湿和解吸等温线进行拟合,对吸湿滞后现象,以及有效比表面积S、净等量吸湿热Q_(st)、总润湿热W_(0)、微分熵ΔS、吉布斯自由能变ΔG、扩张压力Φ、焓熵补偿等热力学性质进行了分析。结果表明,斜叶桉木材的吸湿和解吸等温线为Ⅱ型,且GAB和H-H模型均适用于木材-水分体系(R^(2)大于0.999)。恒定温度下,试样平衡含水率(EMC)随水分活度的增加而增加。恒定水分活度下,EMC和吸湿滞后程度均随温度的升高而降低。有效比表面积随着温度升高而降低。总体上,吸湿过程净等量吸湿热和微分熵为负值,而解吸过程为正值,净等量吸湿热和微分熵的大小均随EMC先增大后减小,直至趋近于0。解吸过程总润湿热绝对值为83.7k J/mol,远大于吸湿过程的32.2k J/mol。等速温度和平均调和温度不一致,焓熵补偿理论成立。吸湿、解吸过程均为焓驱动,不同的是吸湿为自发过程,解吸为非自发过程。扩张压力会随着水分活度的升高而升高,吸湿过程中,温度对于扩张压力的影响无明显规律,而在解吸过程中,扩张压力随温度的升高而升高。

大米淀粉解吸等温线与吸附等温线的拟合模型研究

根据吸附原理，在环境温度25℃下，水分活度0．11～0．90范围内，采用重量法对大米淀粉的吸N／解吸等温线进行测定。用7个非线性回归方程对吸附及解吸等温线进行描述，以决定系数（R2）、残差平方和（RSS）、平均相对误差（MRD）和均方根误差（RMSE）为评价指标，确定最佳拟合模型及其参数。结果表明，根据国际理论和应用化学联合会（IUPAC）的分类，大米淀粉的吸附和解吸等温线都属于第Ⅱ种类型，在实验水分活度范围内等温线存在一个明显的滞后现象，该滞后现象属于H3型。Henderson模型、Oswin模型、GAB模型均适合描述大米淀粉的吸湿等温线，其中GAB模型为最佳模型。GAB拟合解吸等温线的参数X0、C、K分别为0．0800、36．43、0．7646，拟合吸附等温线的参数分别为0．0743、26．87、0．7842。

澳洲坚果果壳解吸等温线与吸附等温线拟合模型

采用非线性回归方法,分析评价了6种模型与试验得到的澳洲坚果果壳在25℃下的解吸等温线与吸附等温线的拟合程度,以确定最佳拟合模型及其参数。结果表明,根据国际理论和应用化学联合会(IUPAC)的分类,解吸等温线与吸附等温线都属于第Ⅰ种类型。解吸吸附滞后现象属于H3型。GAB模型是最佳的解吸等温线和吸附等温线拟合方程。GAB模型拟合解吸等温线的参数A、B、C分别为9.693、0.605、8.378,拟合吸附等温线的参数分别为9.695、0.635、3.268。

镉在土壤中吸持等温线及模拟研究

研究了重金属镉在黄绵土、黑垆土、土娄土、黄褐土、黄棕壤、黄壤和渭河砂土上的吸附特征。结果表明 ,供试土壤镉吸持能力为石灰性土壤 >砂土 >酸性土壤 ,黄棕壤显著大于黄壤。在试验浓度范围内 ,镉在土壤中吸持的最佳模型为 Henry模型。黄壤 Cd2 +吸持过程为放热反应 ,黄棕壤的热效应不明显 ,其余土壤为吸热反应 ;p H对 Cd2 +吸持有显著影响 ,是这 3类土壤吸持 Cd2 +能力产生差异的主导因素 ;

真空干燥冬瓜片解吸和吸附等温线及其拟合模型

为深入了解真空干燥冬瓜片解吸和吸附过程水分变化特性,确定最佳拟合模型以及参数,采用8种常见数学模型对试验得到的冬瓜片在25℃下的解吸、吸附等温线进行非线性回归拟合,得到最优模型。结果表明:冬瓜的解吸和吸附等温线类型均属于Ⅲ型,且解吸与吸附等温线间存在滞后现象。Peleg模型是最佳解吸等温线拟合模型,Hendenson模型是最佳吸附等温线拟合模型。

一种研究绿豆解吸-吸附等温线及其拟合模型的方法

在室温条件(25℃)下,采用水活度测量仪Aqualab4TE测量的水分活度与平衡含水率建立绿豆的水分解吸-吸附等温线,再采用Oswin,Halsey,Hendenson,GAB和Chung-pfost五种常见模型对等温线进行非线性回归拟合分析,以确定最佳拟合模型及相关参数。结果表明:绿豆水分的解吸-吸附等温线属于第Ⅱ种类型;在整个水活度范围内,绿豆水分的解吸-吸附等温线都存在滞后现象;Halsey是最佳的解吸等温线拟合模型,其模型常数A,B分别为0.001和3.148;GAB是最佳的吸附等温线拟合模型,其模型常数A,B,C分别为11.117,1.058和0.011。本实验获得的解吸-吸附最佳模型为快速预测绿豆在干燥、贮藏和运输过程中平衡含水率的变化提供了理论依据。

快速热解褐煤焦的低温氮吸附等温线形态分析

利用热力工况与实际煤粉锅炉相似的管式沉降炉,在快速热解条件下制备了不同粒度及不同热解时间的元宝山褐煤煤焦试样,采用美国Micromeritics公司ASAP2020自动吸附仪测定各煤焦试样的低温氮吸附等温线,对吸附等温线形态的分析表明,不同粒度及不同热解时间的煤焦,其吸附等温线都是典型的Ⅱ型吸附等温线,说明其具有较连续的完整的孔系统,孔径范围是从小至分子级孔(孔径约0.86nm),大至无上限孔(相对而言).由吸附回线分析,各煤焦试样的孔隙可能是由大量一端封闭的盲孔(一端封闭的圆形孔、一端封闭的平行板状孔、一端封闭的楔形孔或一端封闭的锥形孔)以及部分的裂缝形孔组成.

干制荔枝果肉吸附等温线及热力学性质

为了解干制“乌叶”荔枝果肉含水率与水分活度、贮藏温度之间的复杂关系，并为干制“乌叶”荔枝果肉贮藏条件的确定提供技术依据，运用吸附原理，在水分活度为0.112～0.976范围内，研究了干制“乌叶”荔枝果肉在20、30和40℃时的水分吸附等温线；采用8种模型对试验数据进行拟合，通过比较模型决定系数（R2）和均方根误差确定用于描述干制“乌叶”荔枝果肉吸附等温线的最适模型；通过不同温度下干制“乌叶”荔枝果肉的吸附等温线数据获得净等量吸附热、焓变、熵变和自由能等热力学性质。结果表明，干制“乌叶”荔枝果肉的水分吸附呈Ⅲ型等温线，在相同水分活度时，平衡含水率随温度的升高而下降。Peleg模型用于描述吸附等温线是较适合的，决定系数为R2为0.9950～0.9979，均方根误差为1.9431～2.7102。热力学性质显示，净等量吸附热随含水率的增加而降低，在较高含水率时趋近于0。焓变与净等量吸附热有相同的值，其范围为0.95～186.98 kJ/mol。熵变随含水率的增加而降低，并没有表现出对温度的依赖性。自由能随含水率和温度的增加而减小。焓-熵补偿理论适用于干制“乌叶”荔枝果肉中的水分吸附过程，此水分吸附过程是焓驱动的。研究结果为干制“乌叶”荔枝果肉的加工和贮藏稳定性提供理论依据。

气体吸附等温线法表征页岩孔隙结构的模型适用性初探

针对常见的基于探针气体吸附等温线的孔隙表征方法,通过选择3件标准样品(介孔和微孔材料以及纳米碳管),对比分析了BJH法、HK法和QSDFT法的结果。研究发现BJH法和HK法分别仅适用于介孔和微孔的表征,而QSDFT法对介孔和微孔的表征都适用。鉴于页岩孔隙具有孔径分布广、孔隙结构复杂的特点,因此建议在分析页岩孔隙结构时宜采用QSDFT方法。同时,还分析了2件采自四川筇竹寺组的页岩样品,分析结果表明:该页岩富含微孔。按照BJH法得到的孔径分布进行的估算,所得甲烷吸附容量显著低于QSDFT方法的结果。

页岩甲烷吸附等温线拟合模型对比分析

对四川南部下寒武统牛蹄塘组黑色页岩样品进行了甲烷等温吸附试验,测定了35、65℃下页岩甲烷吸附等温线,采用Langmuir、Freundlich、Langmuir-Freundlich、D-R、Toth方程对吸附等温线进行拟合,检验了各模型的拟合精度。结果表明:这些模型都能较好地拟合页岩甲烷吸附平衡数据,模型的参数越多拟合精度越高,三参数的Toth方程和Langmuir-Freundlich方程的拟合结果比两参数的Langmuir方程、Freundlich方程和D-R方程拟合结果要好;页岩组成非常复杂,表面吸附位的能量分布不均匀,这影响吸附模型在低压下的拟合效果,采用Toth方程可以较为准确地模拟甲烷在页岩不均匀表面上的等温吸附行为。

高温高压下多种气体在储层岩心中吸附等温线的测定

利用自行研制的XF 1型高温高压气体吸脱附测试仪 ,结合一台色谱分析仪 (HP6 890 ) ,一套抽真空系统 ,分别测定了N2 、CH4、C2 H6、C3 H8、nC4及其混合气体在三个岩心中的吸脱附等温线共计 4 2条 (单组分 30条 ,累计测试点 5 16个 ;混合气 12条 ,累计测试点 2 0 3个 ) ,以及吸附平衡后混合气的自由气相组成、吸附相组成和各组分的吸附等温线各 4 8条 (累计测试点 4 31个 )。测试的温度为 5 0 5℃。实验结果表明 :①储层岩心介质对烃类气体的吸附现象是客观存在的 ,不容忽视 ;②仅就测试所得的数据来看 ,如果忽略其它因素 ,可以初步估计 ,不考虑吸附的砂岩储层气藏的计算储量将比考虑吸附少 5 %以上 ;③岩心—气体吸附体系的吸附能力除受压力影响外 ,更受到储层介质、岩石成分、结构和物性性质的影响 ,除此之外 ,还受到多组分气体中重烃组分数目、摩尔含量等的影响 ;④多组分气体组分相对吸附量能有效地表征多组分气体中各组分气体的竞争吸附能力大小 ,依据这个指标可将五元多组分气体体系中各组分气体按其竞争吸附能力由强到弱排序为nC4>C3 H8>C2 H6>CH4>N2 。

对硝基苯酚在沉积物上的吸附特征———吸附等温线和吸附热力学

研究了对硝基苯酚在不同沉积物上的吸附等温线 ,比较分析了Linear方程、Freundlich方程和Langmuir方程描述吸附等温线的准确性和稳定性 .结果表明 ,Linear方程更适合描述沉积物吸附对硝基苯酚的等温线 .对硝基苯酚在沉积物上的吸附主要是溶质在沉积物有机质中的分配 ,其吸附热为 - 7 8kJ·mol-1,主要的吸附作用力为疏水键力 .对硝基苯酚在 18个沉积物有机质上吸附自由能改变量为 - 5 4— - 7 2kJ·mol-1.

玉米平衡水分测定及等温线方程确定

采用静态称重法对6个玉米品种的吸附/解吸等温线进行测定,并用6个非线性回归方程描述吸附/解吸等温线,修正Chung-Pfost方程(MCPE)、修正Henderson方程(MHE)、修正Oswin方程(MOE)及Strohman-Yoerger方程(STYE)均在ERH 11.3%～96%范围内适合描述玉米等温线,其中最佳数学模型是MCPE,以M=f(ERH,t)形式表达的M=-1/C3×ln[-1/C1×(t+C2)ln(ERH)],C1、C2及C3参数对吸附数据分别是863.159、108.443及0.216,对解吸数据分别是581.393、35.840、0.235,平均数据是655.792、59.035、0.225。分析MCPE方程预测的6个玉米品种解吸或吸附等温线之间的差异,6个品种解吸等温线之间有差异,但是6个品种吸附等温线之间没有差异。解吸与吸附等温线之间存在滞后现象。

菲和萘在黄土上的吸附等温线和吸附热力学

研究了菲和萘在黄土上的吸附行为 ,比较分析了 Linear方程、Freundlich方程和 L angmuir方程描述吸附等温线的准确性。结果表明 ,菲和萘在黄土上的吸附等温线呈非线性 ,Freundlich方程最符合其吸附行为。菲和萘在天然黄土上的吸附量随温度升高而降低。其吸附是一个放热过程 ,吸附热分别为 0 .0 1774k J·mol- 1和 -0 .0 612 5 k J· mol- 1 ;吸附的标准自由能改变量分别为 -9.93 9k J· mol- 1和 -7.3 3 3 k J· mol- 1。标准自由能的变小是菲和萘在黄土上吸附的推动力。经过阳离子表面活性剂改性后的黄土对菲和萘的吸附能力 ,随加入的表面活性剂占原土阳离子交换容量 ( CEC)的百分数增大明显增强 。

几种组合吸附剂的吸氢等温线的测定及分析

测定了几种组合吸附剂在低压室温下的吸氢等温线,该组合吸附剂是由5A分子筛和含有不同比例PdO和Ag2O的吸气剂组成的。本文对这些吸氢等温线进行了分析,拟合出在一定范围内适用的吸氢等温方程式。根据BDDT理论,组合吸附剂的吸氢等温线与第Ⅳ种等温线的类型很接近。比较了同一吸气剂不同放置方式对吸附量的影响。吸气剂平铺放置时,组合吸附剂的吸附量明显大于吸气剂包裹放置时的吸附量,在储罐中应该尽可能地平铺放置。放置方式相同,含有不同百分比PdO的组合吸附剂的吸附量也有较大的差别。为了充分发挥多层绝热的效果,在高真空多层绝热储罐内优先选用含有85%PdO和15%Ag2O的组合吸附剂。实验结果及相应分析,为我国低温吸附的设计应用提供依据。

高温高压下三元混合气体在储层岩心中的吸附等温线的测定

利用自行研制的XF - 1型高温高压气体吸脱附测试仪 ,结合一台色谱分析仪 (HP6 890 )、一套抽真空系统 ,测定了三元混合气体 (N2 -CH4 -C2 H6)在三个岩心中的总吸附等温线共计 6条 (累计测试点 111个 ) ,吸附平衡后自由气相组成、吸附相组成和多组分气体组分吸附量随压力的变化曲线各 18条 (累计测试点 16 8个 )。测试的温度为 5 0 .5℃。实验的结果表明 :①储层岩心介质对烃类混合气体的吸附现象是客观存在的 ,不容忽视 ;②岩心多组分气体吸附体系的吸附能力除受温度、压力影响外 ,更受到储层介质、岩石成分、结构和物性性质的影响 ;③烃类多组分气体吸附前后的组分发生了显著变化 ,高碳数的烃类组分比低碳数的烃类组分更易被岩心介质吸附 ;④多组分气体组分相对吸附量能有效地表征多组分气体中各组分气体的竞争吸附能力大小 ,依据这个指标可将三元多组分气体体系中各组分气体按其竞争吸附能力由强到弱排序为C2 H6>CH4 >N2 。

玉米吸湿特性及其等温线类型研究

对测定的我国16个玉米品种的水分吸着等温线数据,采用9个水分吸着方程进行拟合,并根据修正4-参数Guggenheim-Anderson-de Boer方程(4-MGAB)派生的指标划分等温线类型。结果表明,CAE、修正Chung-Pfost(MCPE)、Strohman-Yoerger(STYE)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)、3-MGAB、4-MGAB、修正Henderson(MHE)及修正的Oswin(MOE)方程均适合拟合测定的玉米水分吸着等温线,而Modi-fied Halsey(MHAE)不适合。MCPE和CAE被认为是玉米较佳水分吸着方程,方程参数MCPE的C1和C2、CAE的b1在不同玉米品种之间、黄玉米和白玉米之间差异不明显。但是,同一玉米品种吸附等温线的方程参数不同于解吸等温线的对应方程参数。另外,根据D10、Rfi、awn、X4指标判断玉米水分吸着等温线类型,16个玉米品种的吸附和解吸等温线均属于S型等温线(Ⅱ)。结果表明玉米水分吸附与解吸的MCPE和CAE方程参数可用于玉米收获后干燥及储藏通风操作。

玉米淀粉水分吸附等温线的研究及模型建立

为了更好地指导玉米淀粉及其含物制品的干燥、储藏和包装,需要确定温度对玉米淀粉水分吸附特性的影响,及建立一个包含温度和水活度在内的新吸附等温线模型。根据吸附原理,利用静态调整环境湿度法,测定了玉米淀粉在30℃、45℃和60℃3个温度不同水活度下的吸湿和解吸等温线。结果显示玉米淀粉的等温线属于Ⅱ型等温线,在一定的水活度下随着温度的升高吸附能力下降。随着水活度的增加平衡含水率增加,在整个水活度范围内吸附等温线存在一个很明显的滞后作用。用BP神经网络建立了一个新的吸附等温数学模型,分析表明BP神经网络模型不仅包含水活度和温度2个参数而且拟合程度优于其它的数学模型。

澳洲坚果果仁粉水分解吸-吸附等温线的测定与分析

为给澳洲坚果果仁粉的干燥和贮藏条件的确定提供技术依据,试验测定了其在室温(25℃)下的水分解吸-吸附等温线。采用非线性回归的方法,应用常见的BET、GAB、Halsey、Henderson、Oswin和Smith模型对试验所得解吸-吸附等温线进行拟合分析,以确定最佳拟合模型及其参数。结果表明,其解吸等温线属于国际理论和应用化学联合会分类的第Ⅱ种类型,其吸附等温线属于第Ⅲ种类型,解吸-吸附滞后现象属于H3型;GAB模型是其最佳的解吸等温线拟合方程,Henderson模型是最佳的吸附等温线拟合方程;GAB模型拟合解吸等温线的参数A、B、C分别为8.2439、0.4815、1.3545。Henderson模型拟合吸附等温线的参数A、B分别为0.3006、0.8682。