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。

Wilhelmy吊片法测定磷脂溶液的表面张力等温线

表面活性物质的表面张力等温线测定是大学物理化学实验的重要内容。随着磷脂类表面活性剂的广泛应用,有必要在大学化学中更新经典表面张力等温线测定的实验内容,并使学生掌握先进的测量方法。以二硬脂酰基磷脂酰胆碱(DSPC)和二棕榈酰基磷脂酰胆碱(DPPC)为研究对象,应用界面张力仪测定了两种溶液表面张力等温线,计算了其表面超量和分子横截面积,并设计了拓展性实验内容,对于培养学生分析问题和解决问题的能力具有积极的意义。

固液吸附等温线模型与热力学参数计算

吸附法由于操作方便和价格便宜,广泛应用于分离与纯化领域。吸附等温线模型是理解吸附机理的重要方法,吸引了无数研究人员针对不同吸附体系不断建模和修正。论文收集了13种液相常用的吸附等温线模型,综述了其相关定义以及近十年相关工作的典型例子,并按照提出模型时表面结构和活性位分布的均匀性分类,以便查阅。此外,探讨了用这些模型的模型常数计算吸附过程热力学参数的合理性,以及模型平衡常数的量纲对热力学参数计算的影响。

山核桃吸附-解吸等温线及平衡水分研究

以带壳山核桃和山核桃仁为试材,采用静态称量法测定带壳山核桃和山核桃仁在25、35、45℃的吸附-解吸等温线,并采用等温线数学模型进行拟合,测定其热力学参数。采用低场核磁研究不同水分活度下带壳山核桃和山核桃仁中的水分结合状态。结果表明:带壳山核桃和山核桃仁的吸附与解吸等温线属于Ⅱ型,GAB模型拟合精度最高。带壳山核桃和山核桃仁的净等量吸附热、微分熵和积分焓均随含水率的增加而降低,积分熵随含水率的增加而上升,扩张压力随水分活度的增大而上升,并随温度的上升而下降。带壳山核桃的净等量吸附热、微分熵和积分焓均大于山核桃仁,而积分熵则相反。因此,带壳山核桃的贮藏稳定性较高,而山核桃仁易于干燥。根据安全水分活度可以得出带壳山核桃和山核桃仁的安全贮藏含水率分别为7.38%和5.61%。此外,根据解吸过程净等量吸附热可以得出,带壳山核桃和山核桃仁含水率分别低于14%和12%时需提供更多的热量以维持脱水速率。低场核磁结果表明,在高水分活度下,水分子主要以自由水和不易流动水状态存在,在低水分活度下,水分子主要以结合水状态存在。

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。

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。

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.

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。

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。

基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用

矿物岩石的表面微形貌和孔隙结构是影响其地球化学行为的关键因素,从纳米尺度上表征这一特征对地球化学动力学研究和材料研发有着重要的意义。重点介绍了基于吸附等温线的分形研究方法,以表征纳米尺度上矿物或岩石表面的不规则性和微孔隙结构。从该方法的物理化学原理出发,对比分析了其适用范围和样品限制。在综合当前煤岩学、土壤学、材料学等领域的应用研究成果的基础上,提出了该分形研究方法在地球科学研究中的应用前景和发展趋势。

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 。

稻谷吸附与解吸等温线研究

用华矮８３７早稻作试验品种，研究了２０℃、３０℃、４０℃温度下，稻谷吸附与解吸相对湿度ＥＲＨ与平衡含水量ＥＭＣ关系。应用四种常用的农业物料吸附等温线模型，对稻谷吸附与解吸数据进行了拟合，比较了其适应性。结果表明：稻谷吸附等温线与同温度下解吸等温线不重合，有明显的滞后环。在吸附过程中，若ＲＨ不变，温度降低，吸附量增加；在解吸过程中，若ＲＨ不变，温度升高，解吸量则增加。四种模型的拟合及适应性比较结果说明，修正Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎ模型与Ｇ．Ａ．Ｂ模型有良好适应性。

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。

酵母菌对铅离子的吸附等温线研究

啤酒酵母菌作为吸附剂可以去除水溶液中的铅离子.分别在293,298,303 K时研究了铅离子质量浓度对吸附量的影响.质量浓度增加,吸附量增加,升温不利于吸附.用非线性回归分析对吸附等温线进行了拟合,在实验条件下Langmuir,Freundlich,Redlich-Peterson,Koble-Corrigan和Temkin模型均可用于分析等温线,其中Redlich-Peterson模型最好.293 K时酵母菌对铅的最大吸附量为6.07 mg/g.

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。

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。

活性炭对甲苯的吸附及其等温线预测

以微波椰壳活性炭和微波再生后的活性炭吸附甲苯。测定了在20,30和40℃条件下甲苯在活性炭上的吸附等温线,采用Langmuir方程对实验数据进行拟合。结果表明,在30℃下椰壳活性炭和再生活性炭吸附甲苯的理论饱和吸附量分别为0.323和0.273 g/g:采用Polanyi吸附势理论预测了苯在活性炭上的吸附等温线,其中椰壳活性炭和再生活性炭上的吸附等温线计算值和实验值最大偏差为5%左右。

基于探针气体吸附等温线的矿物材料表征技术:Ⅱ.多孔材料的孔隙结构

含纳米孔的天然矿物岩石材料的吸附和催化性能对于表生地球化学过程、材料加工、应用及煤炭开发利用等方面均有着重要意义。本文对比分析了各种纳米孔表征技术,重点介绍了基于吸附等温线的纳米孔研究方法。对三个典型样品等温线数据的模型计算表明,应根据材料中孔的形态(平行板状孔、球形孔和圆柱形孔)选择模型,不同类型孔所对应的计算方法和参数有很大差别。表征材料表面能量均匀的样品可首先考虑采用DFT法;HK法一般只作为定性研究方法,BJH方法受样品本身性质参数的影响较小,且计算简单,可广泛应用于介孔材料的孔径分布的表征。

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。