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不同粒径与压力下煤粒瓦斯吸附数学模型研究 被引量:3
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作者 高宇 刘佳 秦跃平 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第7期109-117,共9页
采用煤粒进行瓦斯吸附实验是研究煤基质瓦斯流动机理的基本手段。为探究煤粒形状对煤体瓦斯吸附规律的影响,设计煤粒瓦斯恒温定压吸附实验,得到4种粒度的煤样在不同瓦斯压力下的吸附特征。基于煤基质游离瓦斯密度梯度扩散理论,分别建立... 采用煤粒进行瓦斯吸附实验是研究煤基质瓦斯流动机理的基本手段。为探究煤粒形状对煤体瓦斯吸附规律的影响,设计煤粒瓦斯恒温定压吸附实验,得到4种粒度的煤样在不同瓦斯压力下的吸附特征。基于煤基质游离瓦斯密度梯度扩散理论,分别建立圆柱形和球形煤粒瓦斯定压吸附数学模型,并通过有限差分法进行编程解算,后用实验数据来验证模拟结果。发现将煤粒视作球形和圆柱形得到的模拟结果均与实验结果匹配程度较高,证明了煤基质游离瓦斯密度梯度扩散理论的准确性和可靠性;煤样粒径增加时,微孔道扩散系数增大;瓦斯吸附压力对微孔道扩散系数的影响较小,微孔道扩散系数摆脱对瓦斯吸附压力和吸附时间的依赖;相对来说,煤粒的形状对瓦斯吸附数学模型的预测精度影响不大,但2种模型的微孔道扩散系数存在显著差异;当瓦斯吸附压力与煤样粒径固定时,圆柱形煤粒的微孔道扩散系数大于球形煤粒的微孔道扩散系数,约为2倍,主要是由于2种形状有效扩散截面积的差异性。 展开更多
关键词 煤粒形状 定压吸附 游离瓦斯密度梯度 孔道扩散系数 有限差分法
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Ca(NO_(3))_(2)改性对煤基多孔炭结构及甲苯吸附性能的影响 被引量:2
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作者 于馨凝 华哲生 +5 位作者 杨洋 刘少俊 郑成航 高翔 许德军 姜欣彤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4063-4070,共8页
挥发性有机物(VOCs)是光化学反应形成细颗粒物(PM_(2.5))、臭氧(O_(3))等2次污染物的重要前驱体,对大气环境和人体健康具有严重的危害。多孔炭吸附法具有效率高、成本低、可再生等优点,在VOCs处理技术中应用广泛。然而目前国内生产的煤... 挥发性有机物(VOCs)是光化学反应形成细颗粒物(PM_(2.5))、臭氧(O_(3))等2次污染物的重要前驱体,对大气环境和人体健康具有严重的危害。多孔炭吸附法具有效率高、成本低、可再生等优点,在VOCs处理技术中应用广泛。然而目前国内生产的煤基多孔炭以中低端产品为主,存在孔隙不够发达、传质过程受限等问题。围绕多孔炭制备过程的结构原位调控以及VOCs在孔道内的扩散/吸附机制开展了深入的研究。以褐煤为原料,KOH为活化剂,通过酸洗脱灰和Ca(NO_(3))_(2)浸渍预处理,在碱煤质量比为2∶1的条件下制备煤基多孔炭,并选择甲苯作为目标VOCs进行吸附机制研究。结果表明,Ca(NO_(3))_(2)改性后制备得到多孔炭的石墨芳香片层堆叠高度(L_(c))减小、层间距离(d_(002))增大,说明Ca(NO_(3))_(2)改性导致石墨微晶的破坏程度加深,有利于发达孔隙结构的形成。以甲苯分子动力学直径(0.57 nm)作为孔径范围的划分尺度,发现PC-Ca0.2在甲苯分子直径1~3倍(0.57~1.71 nm)具有最高的孔容积,同时也具有最高的甲苯吸附容量(746.2 mg/g)。采用Weber-Morris颗粒内扩散模型分析甲苯吸附的速率控制步骤,发现吸附过程由内扩散和外扩散共同控制,PC-Ca0.2具有最大的吸附速率常数和最小的扩散边界层常数。因此,当多孔炭在甲苯分子动力学直径1~3倍内具有较大的孔容积时,其孔隙结构更有利于甲苯吸附过程的扩散传质。 展开更多
关键词 煤基多孔炭 Ca(NO_(3))_(2)改性 甲苯 孔道扩散 吸附平衡 吸附动力学
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水和醇类分子及其混合物在纳米孔道材料中的传输扩散
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作者 许健 樊建芬 +2 位作者 闫希亮 于怡 张明明 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第5期482-491,共10页
随着计算机科学技术的飞速发展,理论计算特别是分子动力学模拟技术在研究受限流体的性质时发挥着独特的作用。本文综述了近年来水和醇类分子及其混合物在纳米孔道材料中传输扩散的研究进展,包括单组分水、甲醇和乙醇等在多种纳米孔道材... 随着计算机科学技术的飞速发展,理论计算特别是分子动力学模拟技术在研究受限流体的性质时发挥着独特的作用。本文综述了近年来水和醇类分子及其混合物在纳米孔道材料中传输扩散的研究进展,包括单组分水、甲醇和乙醇等在多种纳米孔道材料中的传输扩散,以及甲醇/水和乙醇/水等混合物在碳纳米管和沸石膜中的吸附和分离,讨论了体系温度、分子浓度以及纳米孔道材料结构等因素对水和醇类分子传输扩散过程的影响。 展开更多
关键词 醇类分子 纳米孔道材料传输扩散
原文传递
烷基取代咪唑类聚离子液体的吸附行为研究
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作者 潘传永 方王凯 +1 位作者 徐雲霞 张伟 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2017年第1期140-145,共6页
以1-甲基咪唑(1-乙基咪唑、1-丁基咪唑)和4-乙烯基苄氯为原料合成氯盐离子液体,分别与NaBF4和KPF6阴离子交换反应后,通过自由基聚合制备咪唑类聚离子液体,将其用于对溶剂吸附行为的研究。利用ATRFTIR、1 HNMR和静态水接触角表征聚离子... 以1-甲基咪唑(1-乙基咪唑、1-丁基咪唑)和4-乙烯基苄氯为原料合成氯盐离子液体,分别与NaBF4和KPF6阴离子交换反应后,通过自由基聚合制备咪唑类聚离子液体,将其用于对溶剂吸附行为的研究。利用ATRFTIR、1 HNMR和静态水接触角表征聚离子液体膜结构与性质。通过动态接触角法(DCA)表征聚离子液体膜分别在水、甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚中的吸附行为。结果表明:聚离子液体膜对溶剂的吸附行为符合Bangham孔道扩散模型。吸附性能与聚离子液体结构密切相关。同种阴离子配对的聚离子液体,咪唑环上短烷基取代有利于增大溶剂的吸附量;当咪唑环上取代烷基相同时,亲水性强的阴离子有利于提高溶剂的吸附量。 展开更多
关键词 聚离子液体 吸附量 分离材料 孔道扩散
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Perpendicular intergrowth ZSM-5 plates with shortened 10-MR pores 被引量:1
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作者 Ensheng Zhan Zhiping Xiong +4 位作者 Yan Zhou Mingrun Li Pengfei Wang Weibin Fan Wenjie Shen 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1132-1139,共8页
ZSM-5 plates with a perpendicular intergrowth structure was synthesized by using a simple amine as the structure directing agent under hydrothermal conditions,in which the mother plate and the perpendicularly standing... ZSM-5 plates with a perpendicular intergrowth structure was synthesized by using a simple amine as the structure directing agent under hydrothermal conditions,in which the mother plate and the perpendicularly standing plates oriented along the(010)and(100)planes of MFI crystals,respectively.During the crystallization process,the mother plate was initially formed on the surface of the amorphous solid gel,while a set of parallel plates perpendicularly grew on its surface,via a homogeneous nucleation mechanism.The mother plate and the perpendicular plates had a similar thickness of 100-200 nm and were characterized by considerably shortened straight and zigzag 10 member ring pores,respectively.This unique intergrowth structure greatly facilitated the diffusion of the reactive molecules in HZSM-5 crystals during methanol conversion to hydrocarbons. 展开更多
关键词 ZSM-5 Plate structure Perpendicular Intergrowth Channel length Hierarchical structure Molecule diffusion
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