非平衡条件下金属氯化物-氨工质对的吸附动力学研究

金属氯化物-氨是化学吸附式制冷和储热的常用工质对,其现有的动力学模型存在复杂或动力学参数变化无规律的问题,也不能准确地独立描述多反应阶段的吸附过程。以MnCl_(2)/NH3和CaCl_(2)/NH_(3)为代表工作对,针对0.29、0.42和0.61 MPa的反应压力,进行吸附/解吸性能测试,在类比模型基础上耦合Sigmond函数,建立考虑压力势(μ)、反应速率常数(k)和反应滞后常数(n)的吸附量型动力学模型。鲁棒性测试结果表明:针对不同氯化物、不同反应阶段(Ca_(2-4-2)和Ca_(4-8-4))和不同反应方向(吸附和解吸)所建立的非平衡动力学模型的拟合曲线与实验数据点吻合度较高,拟合优度R2均高于0.97;模型参数随工况呈规律变化,同一反应压力下k与吸附温度负相关,与解吸温度正相关,|n|与解吸温度负相关。

活性炭吸附水中酸性红B的动力学模型研究

本研究以酸性红B为对象 ,进行了粒状活性炭对酸性红B吸附扩散过程的研究。实验结果表明活性炭对 2 0 0至5 0 0mg·L- 1 浓度的酸性红B吸附平衡符合Langmuir和Freundlich方程 ,吸附反应速率主要受酸性红B往活性炭表面的迁移速度的影响 ,吸附动力学过程为一级反应。

固定化微生物颗粒吸附平衡方程和动力学模型

分析固定化微生物颗粒的吸附平衡方程和动力学模型,为固定化生物反应器的设计提供理论依据.

气体还原氧化铅的动力学数学模型

本文采用差重法,研究了氧化铅的气体还原动力学。实验结果表明,在一氧化碳气流中,当温度为530°～612°C 时,一氧化碳通过液态铅层的扩散为控制环节,还原的速率方程为(dn)/(dt)=(C_0)/x (D/(πt))^(1/2)扩散活化能为26.081 kcal/mol。当温度为412°～512°C 时,控制环节为界面化学反应,活化能为23.595 kcal/mol。在氧气还原过程中,还原速率由氢气在氧化铅表面的化学吸附所控制,速率方程为(dN)/(dt)=(AP)/(N_0(2πmkT)^(1/2))exp((E_a)/(RT))在温度为430°～551°C 的范围内,化学吸附的平均活化能为28.890 kcal/mol。在混合气体(CO+H_2)中,氢对氧化铅的还原过程影响突出。

乙醇改性钙基脱氯剂实验及动力学分析

利用乙醇溶液对分析纯氧化钙进行消化改性,制备HCl脱氯剂。通过固定床实验,考察不同反应温度和初始HCl浓度下该脱氯剂对HCl的吸附性能,利用四种反应动力学模型对实验数据进行拟合分析。结果表明:乙醇有机物分子的覆盖和动态沉积过程,使脱氯剂CA-ET-33的表面呈现为多孔隙、大比表面积的结构,同时大大增加了2~10nm孔占比,促进了其对HCl的吸附脱除。表观反应动力学模型对实验结果的拟合效果从优到差依次为:准二级吸附动力学模型、Elovich模型、准一级动力学模型、颗粒内扩散模型。准二级动力学模型可准确描述脱氯剂对HCl的吸附机理,吸附以化学吸附为主。温度升高为化学吸附提供了足够的活化能,HCl浓度的升高增大了从气相到固相表面的传质驱动力。脱氯剂的累计吸附量随温度的升高而增大,达到平衡所消耗的时间随HCl浓度的增加而缩短。确定了一个通用的动力学方程,可用于预测钙基脱氯剂对HCl的吸附过程。

醋酸甲酯与正丙醇酯交换反应的非均相反应动力学

以强酸性离子交换树脂Amberlyst-15为催化剂,在间歇反应器中研究醋酸甲酯与正丙醇的酯交换反应的非均相反应动力学。在消除内外扩散的条件下,考察催化剂用量、醇酯摩尔比和温度等因素对反应的影响。实验表明:醋酸甲酯的转化率随着催化剂用量、醇酯摩尔比的增加和温度的升高而增加,但是温度对反应平衡常数的影响较小。确定了组分间的吸附平衡常数,并采用Langmuir-Hinshelwood-Haugen-Watson(LHHW)模型对实验数据进行拟合。拟合结果表明:计算值与实验值吻合较好,正、逆反应的活化能分别为58.40和53.08 kJ/mol,醋酸甲酯的吸附平衡常数为0.074 2。

酸性萃取剂萃取动力学通用模型

本文对有机磷酸萃取金属离子的动力学过程的界面吸附、扩散和化学反应进行了综合分析,提出了一个通用的界面吸附—扩散—反应的动力学模型。运用本模型可以定量判断萃取过程处于扩散控制,扩散—反应控制或化学反应控制的参数的数值条件。这些参数包括反应速度常数,扩散系数,表面过剩,界面膜厚度以及反应物浓度,pH等。本模型已用于计算P507萃取Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的动力学数据。

机械浆H_2O_2漂白的动力学研究及意义

本文详细描述了机械浆H2O2漂白的几种动力学模型,包括从最简单的经验表达式到Abbot提出的两种发色团模型以及Been提出的H2O2吸附模型,从化学反应动力学方面揭示了H2O2漂白的本质。

氧化镁为化学链载体的氯化铵热分解动力学研究

氯化铵的分解与产物的分离是实现纯碱和氯乙烯工艺集成的关键技术。以氧化镁为化学链载体是一种经济可行的方案,整个过程由释氨反应和释氯反应两个步骤组成。在固定床反应器中研究了等温条件下这两个反应的动力学机理,考察了温度、原料粒径、原料配比和水蒸气分压对反应速率的影响。结果表明:释氨反应的机理函数为随机成核-快速生长机理,表观活化能为50.27 kJ/mol;释氯反应的机理函数为二维界面反应(柱状颗粒),表观活化能为65.00 kJ/mol;氧化镁的比表面积在两个反应中都起着关键作用;释氯反应的反应速率正比于气相中水蒸气的摩尔分率。所得结果可为工业反应器的设计与优化提供理论指导。

CO表面催化氧化反应的扩散模型

在ZGB模型的基础上 ,我们提出一个ZGB扩散模型 .该模型包括了O和CO的扩散 ,消除了二级相变点 .实际上 ,消除二级相变点的关键步骤是引进了O的扩散 .O的扩散几率大约为 0 2 5左右时二级相变点消失 .

不同钙基吸附剂捕集CO_(2)后的硫酸化反应特性研究

钙基吸附剂进行多次CO_(2)捕集后,碳酸化效率会大幅衰减,此时的吸附剂能否高效脱硫利用是值得重点关注的问题。鉴于此,筛选了高性能合成钙基吸附剂和天然石灰石吸附剂,通过热重分析仪分析对比其在多循环CO_(2)捕集后的碳酸化和硫酸化反应性能,采用微粒模型研究其硫酸化反应动力学特征。结果发现,高性能合成钙基吸附剂的碳酸化反应速率和CO_(2)吸附能力明显高于石灰石吸附剂。在长达500循环的CO_(2)捕集试验后,高性能合成钙基吸附剂的CO_(2)吸附能力比石灰石高10倍以上,其SO_(2)吸附能力相较于石灰石提升约40%。经历多次CO_(2)捕集反应循环后,2种吸附剂的硫酸化能力均有提升:其中,石灰石吸附剂的提升幅度更大,硫酸化转化率从26%提升到35%,而高性能合成钙基吸附剂的硫酸化转化率则从38%提升到43%。通过微粒模型计算发现,2种吸附剂的硫酸化反应均是与SO_(2)浓度相关的一级反应,多循环捕集CO_(2)反应后,石灰石吸附剂的硫酸化反应活化能下降接近30%,而高性能合成钙基吸附剂的硫酸化反应活化能只下降了5%。研究结果说明2种不同钙基吸附剂在进行循环CO_(2)捕集后,脱硫能力得到了不同程度的提高,且均可以较好地应用于SO_(2)的脱除。

SO_2体积分数对ZL50活性炭吸附脱硫行为的影响和动力学分析

通过动态吸附烟气脱硫实验,考察了烟气中不同SO2体积分数对ZL50脱硫脱硝活性炭脱硫行为的影响,并进行了动力学分析.随着烟气中SO2体积分数增大,脱硫率和ZL50脱硫脱硝活性炭的活性度下降;SO2吸附量和吸附速率增大.模拟结果表明,Bangham模型模拟效果最优,SO2的催化氧化反应对化学吸附有重要影响;Lagergren准一级吸附速率常数随SO2进口体积分数的增加而增大,表明SO2的催化氧化反应在吸附前期可能为速控步骤.推导和定义了Lagergren模型和Bangham模型的初始吸附速率;推导了文献上的Ho模型和Elovich模型的初始速率式。定义的Bangham初始吸附速率与初始吸附速率实验值吻合最好;建立的Bangham吸附反应动力学模型能较好地描述SO2动态吸附速率.结果表明,SO2的初始反应速率分级数为1或接近1,而O2和水蒸气的初始速率分级数分别为0.15～0.20和0.45～0.50之间的常数.

不同类型烷基铵在蒙脱石中的吸附动力学特性

蒙脱石/烷基铵改性产物是一种重要的高附加值矿物材料,蒙脱石对烷基铵的吸附特性决定所制备的改性产物在各类溶剂体系中的凝胶性能和应用特性。本文以两种层电荷不同的膨润土为原料,在提纯、钠化的基础上,系统研究了80℃恒温条件下十八烷基三甲基铵(OTAC)、十六烷基三甲基铵(CTAC)及十四烷基三甲基铵(TTAC)在两种蒙脱石上的吸附动力学特性。研究结果表明:80℃的恒温条件下,烷基铵插层剂的浓度对等温吸附进程影响显著。当三种烷基铵用量较低(1.0CEC)时,在5min左右就可以达到饱和吸附;当烷基铵用量较高(2.0CEC)时,在30min^60min可以达到饱和吸附;两种蒙脱石对三种烷基铵吸附动力学数据均符合准二级反应动力学方程,相应三种烷基铵在两种蒙脱石中平衡吸附量的实验值和计算值qe基本相等;交换液中烷基铵浓度高低对吸附反应的速率常数影响显著,烷基铵在低用量(1.0CEC)下在蒙脱石中的吸附反应速率常数明显高于其在较高用量(2.0CEC)下的吸附反应常数;烷基铵在高层电荷Na-HLCM中的吸附反应速率常数总体上较低层电荷Na-HLCM的略高。

温度压力对煤中甲烷解吸速率影响的试验研究

解吸速率对煤层瓦斯涌出规律、煤层气井见气时间和服务年限有重要影响。随着煤层埋藏深度的增加,温度压力对甲烷吸附量有明显的控制作用,当前对于温度压力对解吸速率的影响关注相对不足。为了研究温度压力对煤层甲烷解吸速率的影响,用同一样品开展不同温度压力条件下的等温吸附/解吸试验,获得不同平衡压力段的吸附量-时间数据,利用吸附动力学模型拟合出解吸速率-时间曲线,甄选出3个评价参数研究温度压力对解吸速率的影响。研究表明:不同压力下的解吸速率均随着时间推移呈现指数降低的变化规律。解吸速率常数、相对初始解吸速率、中值解吸量时间能够从不同角度反映解吸速率的变化过程,其中解吸速率常数和相对初始解吸速率均随着温度和压力的升高而增加,中值解吸量时间随温度和压力的升高而减小。结合鄂尔多斯盆地保德区块的温度/压力梯度可知,在1000 m以浅时解吸速率受温度和压力的双重控制,随深度增加而不断增高;1000~1735 m随深度增加压力效应逐渐降低,温度效应依然明显。

改性海藻酸钠微球对Pb2+吸附性能的研究

文章以海藻酸钠(SA)为原料,与羧基化微晶纤维素(CCN)、四氧化三铁(Fe3O4)进行溶液共混,采用化学沉淀法制备出Fe3O4@CCN/SA复合微球。以硝酸铅溶液为研究对象,探讨了初始浓度、pH、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明:Pb2+浓度为1 000mg/L,pH=5,吸附时间为6 h时,饱和吸附量最大为184.2 mg/g。吸附符合Langmuir等温线模拟和拟二级反应动力学模型。该磁性微球使用盐酸解析脱附,重复使用第6次饱和吸附量仍高达165.5 mg/g,说明Fe3O4@CCN/SA磁性微球具有良好的再生使用性能。

三嗪二硫醇化合物对铝合金的缓蚀性能

本研究采用失重法研究了三嗪二硫醇类化合物6-N,N-二丁基胺-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇单盐(DBN)在1mol/L盐酸溶液中对铝合金的缓蚀作用,探讨了缓蚀剂浓度、腐蚀时间和溶液温度对缓蚀效率的影响。结果表明,增大DBN浓度会提高其对铝合金的缓蚀效率,而延长腐蚀时间和升高腐蚀溶液温度都会降低其缓蚀效率。腐蚀反应动力学分析表明,添加DBN后腐蚀反应的表面活化能(Ea)增大,使腐蚀反应变得困难,从而起到缓蚀作用。同时,本研究发现DBN分子在金属表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温线,吉布斯自由能计算(Gθads=-30.36kJ/mol)表明该吸附过程是自发的,且同时存在着物理吸附和化学吸附。扫描电子显微镜测定结果表明DBN能够有效地抑制铝合金在酸性介质中的腐蚀。