基于Langmuir模型含水率对构造煤吸附CH_(4)/CO_(2)影响试验研究

为探究不同含水率条件下煤样对CH_(4)/CO_(2)单组分气体的吸附特性,以六盘水攀枝花煤矿为研究对象,利用吸附试验(CH_(4)吸附、CO_(2)吸附)结合Langmuir模型对不同含水率状态下的构造煤煤样进行试验,研究结构表明:运用Langmuir拟合对吸附量大小进行研究,其拟合相关系数R^(2)>0.99,在恒温恒压下,随着含水率的增加其CH_(4)吸附与CO_(2)吸附量均减小,且CH_(4)吸附量均小于CO_(2)吸附;对于同一含水率煤样,煤样对气体吸附量随着压力的增大先增大后达到平衡,根据Langmuir拟合得到极限吸附值a,其极限吸附量a值与含水率呈负相关关系,并且CO_(2)的a值均大于CH_(4)的a值。

吸附模式对有机物光催化降解的影响3.MEA-Langmuir-Hinshelwood光催化降解动力学方程

传统的LangmuirHinshelwood方程式不能定性、定量地解释H酸在TiO2表面的吸附平衡常数KL与其在TiO2悬浮液中的光催化降解速率r之间的关系.这是因为在实际测定中,吸附平衡常数KL一般是通过给定有机物的平衡吸附量和平衡浓度而求得的.这样的KL不能表达给定有机物不同吸附模式吸附力的差别.因而以往的理论方法不能描述吸附力对光催化降解动力学的影响,而只能描述吸附量对r的影响.亚稳平衡态吸附(MEA)理论认为,同一吸附质在相同的热力学条件下可以不同的MEA态(包括同一溶质的不同吸附构型/模式)达到实际的吸附终态.从MEA的概念对LangmuirHinshelwood模型进行半经验性修正,可以较好地描述吸附量和吸附力(吸附模式)共同对H酸在TiO2悬浮液中光催化降解动力学的影响.

基于Langmuir理论的平衡吸附量预测模型

为了实现对吸附反应的平衡吸附量的预测,建立了平衡吸附量预测模型.以高岭土、蒙脱土这两种黏土矿物吸附Ca2+为例,验证其等温吸附曲线符合Langmuir吸附方程.在Langmuir吸附等温式的基础上,建立了平衡吸附量预测模型,该模型应用于单组分吸附反应的平衡吸附量的预测.通过实验对该模型进行了验证,模型的计算结果与实验结果可以较好地吻合,证明该模型的可靠性较高.

应用Multi-Langmuir模型评价土壤的表面电荷特性

用返滴定技术测定土壤的可变电荷量(Qv),应用Muti-Langmuir模型评价土壤的表面电荷特性。结果表明,黄壤和黄棕壤可变电荷量的变化范围在0～45cmolkg-1,红壤为0～21cmolkg-1,砖红壤和赤红壤为0～14cmolkg-1。可变电荷量(Qv)依赖土壤悬液的pH,3点位模型能很好地描述6种土壤的可变电荷量随pH的变化关系;黄壤、黄棕壤、湖南红壤、江西红壤、赤红壤和砖红壤的pK1分别为4.45、4.46、4.76、4.62、4.66和4.74,可变电荷量Qv1分别为11.7、9.64、9.31、7.14、4.86和5.95cmolkg-1。黄壤和黄棕壤pK1较红壤、砖红壤和赤红壤约低0.3。pK1与ZPC呈现极显著的线性关系,可变电荷量(Qv(i))与有机质含量呈极显著的正相关。

Langmuir-Hinshelwood动力学的有效实验条件(英文)

使用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学的学者大部分未注意到该动力学包含了所有吸附物种采用拟稳态假设的隐含条件,因而他们通常忽视了确认实验条件是否允许采用拟稳态假设.然而,对于大部分气固催化反应,拟稳态假设的成立需基于催化活性位浓度很小的前提.对于催化活性位浓度高的反应体系,其覆盖度较高的吸附物种不满足拟稳态假设.因此,在这种情况下通过实验测定的动力学常数没有物理意义,而仅为该实验条件下的数学回归参数.本文将活性位浓度小于最高反应气浓度的十分之一视为拟稳态假设成立的充分条件,通过估算发现许多催化剂并不满足该条件.

基于双位Langmuir模型活性炭的CH4吸附特征

较之于压缩天然气存储和液化天然气存储,天然气吸附存储(ANG)方式具有能显著降低储存压力和运行成本的优点,然而,要将测定的吸附量转化为绝对吸附量,需要采用合适的模型。为了准确预测活性炭上甲烷的总储存量,采用双位Langmuir模型描述并准确预测了甲烷在活性炭上的吸附行为,误差在5%以内;进而解释了温度介于283.15~323.15 K、压力介于0.1~14.0 MPa条件下,活性炭上甲烷吸附平衡的临界点。研究结果表明:①在过剩吸附量超过极大值后,不同温度下的吸附等温线将出现交叉现象,在交叉点后,温度越高过剩吸附量越大;②甲烷的吸附相体积和气相密度,随平衡温度和压力的变化而变化,随着温度的升高,体积密度项对于绝对吸附量的贡献逐渐减小;③在343.15 K和14 MPa以下,实际吸附甲烷量超过86.9%,游离甲烷相含量低于13.1%,游离甲烷相含量的贡献率随温度的升高而逐渐增大。结论认为,该模型能快速、准确地预测真实的甲烷存储量,可以为大型天然气吸附存储技术的研究和开发提供帮助。

麦壳吸附亚甲基蓝的Langmuir模型研究

以天然麦壳为吸附剂,研究了温度和浓度对麦壳吸附水溶液中亚甲基蓝(MB)的影响.随着MB平衡浓度的增加,麦壳对MB的吸附量增加,升高温度有利于吸附.根据Langmuir模型的线性形式和非线性形式,采用最小差方和方法,用线性回归分析和非线性回归分析方法,得到了模型的参数.结果表明,线性分析和非线性分析都可用于平衡浓度对麦壳吸附MB的影响.

活性炭吸附乙烯的平衡数据测定及其Langmuir模型参数与温度的关系

采用容量法测定温度范围为223.15~313.15 K、压力范围为0~1.5 MPa的乙烯在活性炭上的吸附平衡数据,通过Langmuir模型回归每个温度点的吸附平衡数据。结果表明:Langmuir模型参数饱和吸附量(q_m)与温度(T)的关系为线性关系,Langmuir模型常数b与温度的关系符合关系式b=kexp(E_a/RT);将该关系应用到考虑吸附剂内存在不同吸附位点的双位点Langmuir(DSL)模型,采用DSL模型回归关联实验测定的各个温度点的乙烯-活性炭体系和文献中的吸附平衡数据,结果表明这些关系也适用于DSL模型。

基于Langmuir-Hinshelwood动力学解析O2/CO2/H2O气氛下烟煤焦反应机理

流化床富氧燃烧湿烟气循环兼具经济与环保优势。湿烟气循环(O_2/CO_2/H_2O)条件下煤焦与O_2、CO_2及H_2O的反应同时发生。为探究O_2/CO_2/H_2O气氛下煤焦-O_2、煤焦-CO_2、煤焦-H_2O反应间的相互作用机制,在自制高精度热重实验装置上系统考察了O_2、CO_2、H_2O及其混合气氛下,典型烟煤焦在900℃的反应特性。基于吸附和脱附原理的Langmuir-Hinshelwood (L-H)机理性模型分别计算了烟煤焦与O_2、CO_2和H_2O反应的动力学参数。通过采用单独活性位点与竞争活性位点两种假设分析了O_2/CO_2、O_2/H_2O和CO_2/H_2O气氛下烟煤焦-O_2、烟煤焦-CO_2和烟煤焦-H_2O两两反应间的作用机制,揭示了H_2O分子优先吸附于烟煤焦表面活性位点,O_2分子次之,而CO_2分子相对滞后。O_2/CO_2/H_2O气氛下烟煤焦-O_2、烟煤焦-CO_2、烟煤焦-H_2O反应表现出部分竞争反应活性位点,传统的单独活性位点与竞争活性位点假设均无法准确描述其反应速率特性。基于H_2O分子优先,O_2分子次优先吸附的原理,建立了O_2、CO_2、H_2O混合气氛下煤焦反应速率L-H动力学方程,方程计算结果与实验值良好吻合。研究结果为深入分析煤焦颗粒流化床富氧燃烧特性及构建可靠、准确的燃烧反应模型提供了理论支撑。

粉煤灰提铝残渣制备4A分子筛及Cu(Ⅱ)吸附研究

4A分子筛由于其优异的阳离子交换能力,成为处理重金属废水优良的吸附材料。为了达到以废治废的目的,以粉煤灰酸法提铝残渣为原料制备地质聚合物,再经水热原位转化合成体型化4A分子筛。采用XRD、FT-IR、SEM、BET、TGA等手段对4A沸石进行表征,探讨吸附时间、Cu(Ⅱ)初始浓度、吸附剂用量及溶液p H对其吸附性能的影响,并结合动力学方程和吸附等温线模型对其吸附过程进行研究。结果表明,所合成的4A分子筛孔隙发达且微孔含量较多,总比表面积为71.85 m^(2)/g,其中微孔比表面积为53.91 m^(2)/g,微孔孔径主要集中在1.3 nm左右。体型化4A分子筛吸附Cu(Ⅱ)的最佳条件为吸附时间为240 min、Cu(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg/L、吸附剂用量为2.0 g/L、溶液p H为6~9,此时吸附量为32.97 mg/g,Cu(Ⅱ)的去除率可达65.93%。吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。Langmuir模型拟合效果较好,表明Cu(Ⅱ)在合成4A沸石上的吸附过程为单分子层吸附,且拟合得到的Cu(Ⅱ)的最大吸附量为37.05 mg/g。

钻井泥浆膨润土与染料示踪剂的吸附性能及机理研究

以新胭脂红(AR)和亚甲基蓝(MB)染料示踪剂作为研究对象,研究其与钻井液中膨润土之间的吸附性能,获得其热力学和动力学作用模型,并探究pH以及矿化度对染料吸附性能的影响。实验结果表明,膨润土对MB具有较强的吸附性能,其吸附量(928 mg/g)远大于膨润土对AR的吸附量(0.73 mg/g);膨润土对示踪剂的吸附过程更加符合伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;pH会影响染料示踪剂的紫外吸收,矿化度对染料示踪剂的紫外吸收几乎不产生影响。Zeta电位结果表明,AR主要通过范德华力与膨润土发生作用,因而吸附较弱;MB主要通过静电与膨润土中的Al-O、Si-O键发生作用,因而产生较强吸附。

考虑有机质含量的页岩吸附气含量计算模型及其应用

为了对压力、有机质含量对页岩吸附气含量的影响规律进行研究,更准确地对吸附气含量进行估算,基于对吸附类型的讨论,通过在储层温度条件下的等温吸附实验,获得不同有机质含量下的等温吸附特征曲线;并根据Langmuir等温吸附理论得到Langmuir体积和Langmuir压力,分析有机质含量(TOC)对吸附气含量影响特征。在此基础上,利用球状模型和反正切函数形式拟合等温吸附特征以及TOC与吸附气含量的线性关系,建立吸附气含量计算模型,并以四川盆地下志留统龙马溪组3口井的多组岩心样本数据为例,对比岩心刻度后的模型计算结果与解吸气量,对模型的准确性进行验证。结果表明该模型精度较高,相关系数达到93%以上,对页岩吸附气量和含气量评价具有一定的现实指导价值。

微滤膜过滤阻力机理及模型研究

研究微滤膜过滤阻力机理及其通量的变化是该工艺应用推广需要解决的关键.以Langmuir理论和Darcy定律为基础,从理论上证实了浓度极化阻力与凝胶层阻力是同一性质的阻力,并通过Langmuir关系式统一起来,推导了微滤膜过滤阻力的数学模型.然后采用一体式膜过滤反应器过滤乳化油实验对该模型进行了验证.实验结果与膜过滤阻力模型拟合得很好(R2=0.9912),膜表面极化浓度与相对过滤压差成线性关系,比例系数为凝胶层浓度.基于Langmuir理论的微滤膜过滤阻力模型能真实反映凝胶层阻力的形成过程.用该模型得到的沉积平衡系数Φ反映了混合液的浓度、颗粒大小、温度和黏度等过滤特性,并把极限通量JVlim与混合液过滤特性联系起来,极限通量与过滤压差无关.

液—固吸附体系中扩展的Langmuir方程的推导和检验

从气-固吸附体系中推导出的Langmuir方程,近一世纪来只能经验性地描述液相吸附.本研究以液-固界面上的溶质计量置换模型为基础,考虑到液-固吸附体系中各组分之间的相互作用,从理论上推导出了在液-固体系中描述在不同溶剂浓度条件下的溶质吸附的扩展的Langmuir公式，并称其为扩展的LLangmuir公式。将Langmuir公式中经验参数与液相色谱中的计量置换平衡中的参数相关联，还将其扩展到在不同溶剂浓度条件下的溶质定量吸附的描述，为Langmuir方程在描述不同溶剂浓度条件下的组分吸附奠定了理论基础，扩大了Langmuir公式的应用。以不同溶剂浓度条件下所得到的吸附等温线数据对理论推导出的扩展的Langmuir公式进行了验证，并与计量置换平衡中的参数相关联，表明用吸附等温线法计算的计量置换参数Z与用高效液相色谱法得到的Z值符合程度很好。

考虑多因素的页岩气吸附模型——以川东南五峰组—龙马溪组页岩为例

甲烷在页岩中的吸附同时受页岩本体物理性质和外部储存条件的综合影响,为了建立考虑多种因素影响的页岩气吸附模型,以川东南五峰组—龙马溪组页岩为例,开展了不同总有机碳含量(TOC含量)的页岩在多个不同温度、不同含水率下对甲烷的吸附实验,采用Langmuir吸附模型对吸附数据进行了拟合,分析了饱和吸附量及Langmuir压力分别与温度、TOC含量及含水率的定量关系,最终建立了考虑温度、压力、TOC含量及含水率综合影响的多因素页岩气吸附模型,并通过与实测吸附数据对比验证了该模型的准确性。结果表明:Langmuir模型能很好的拟合五峰组—龙马溪组页岩在不同特定条件下的吸附数据,拟合精度较高,决定系数R^(2)介于0.9728~0.9982。饱和吸附量与TOC含量呈正线性相关,与温度及含水率呈线性负相关。Langmuir压力与TOC含量呈线性负相关,与温度及含水率呈线性正相关。30℃下TOC含量为4.17%的页岩干样吸附量比TOC含量为2.95%的页岩干样吸附量高约39%。当温度由30℃增至80℃时,TOC含量为4.17%的页岩干样其饱和吸附量降低约30.6%。对于TOC含量为3.66%的含水页岩,当含水率由0增至4.2%时,30℃和60℃下页岩气的饱和吸附量分别降低了23.1%和11.4%。基于Langmuir模型建立的考虑多因素的吸附模型能准确的计算不同TOC含量、不同温度及不同含水情况下的页岩气吸附量。经与2组实测吸附数据对比验证,整个实验压力范围内的相对误差均小于6%,平均误差分别为3.67%和2.48%。经采用其他文献中不同物性的页岩吸附数据验证,表明多因素吸附模型对不同页岩有很好的适用性。

渗透蒸发传质理论与模型 (Ⅱ )溶解行为

系统介绍了描述组分在渗透蒸发膜中溶解行为的模型,如亨利定律和Langmuir吸附等温线、溶解度参数理论、Flory-Huggins理论、UNIQUAC模型、UNIFAC模型等,包括模型形式、适用范围、应用等.

C_2H_4/CO_2混合体系在活性炭上吸附的实验与模型

通过重量法测定吸附等温线,研究了C2H4/CO2混合体系在活性炭上的吸附分离。采用高精度的智能重量分析仪,测定了C2H4和CO2纯组分以及混合组分在活性炭上的吸附等温线,将测量值与DL-IAST模型计算值进行比较,并计算出了C2H4的吸附选择性。结果表明,DL-IAST模型可以准确地描述C2H4和CO2纯组分在活性炭上的吸附;不同摩尔分数下,C2H4/CO2混合体系的DL-IAST模型计算值与实验值吻合得较好,C2H4摩尔分数越大,模型的相对偏差就越小;随着压力的增加,C2H4的吸附选择性减小,C2H4摩尔分数越大,C2H4的吸附选择性也减小。DL-IAST可以准确地描述C2H4/CO2混合体系的吸附等温线以及推算出C2H4的吸附选择性。

彭水地区龙马溪组页岩甲烷等温吸附模型对比研究

为了研究不同等温吸附模型对等温吸附实验的模拟效果,更好地描述页岩甲烷吸附规律,对川东南PY1井的7块岩心样品开展了等温吸附实验。结果表明,最大过剩吸附量与有机质含量呈现明显正相关,相关系数最大为0.859 4,而与黏土矿物呈现负相关。分别采用不同模型对实验结果进行了模拟分析,不同模型所得到的模拟结果差异较大,其中以Lang?muir模型拟合相关系数表现最好,而SDR模型所得到的最大过剩吸附量最大,其次为定密度修正的Langmuir模型。SDR模型和修正的Langmuir模型均对实验结果进行了过剩吸附量的修正,但修正结果表明,SDR模型所得到的吸附相密度最为合理。最后综合考虑认为定密度修正的Langmuir模型和SDR模型对页岩中甲烷的吸附规律描述更为精确,能够更好地指导页岩吸附气含量的计算。

单孔、多孔材料的分子吸附模型

文中介绍了国内外的分子吸附模型 ,重点阐述了Langmuir分子吸附模型 ,Langmuir竞争吸附模型 ,多参数的Langmuir模型 ,相平衡分子吸附模型 ,并进行了一定的回归 ,提高了适用程度。

船舶舱底乳化液吸附性能的试验

为研究分析某活性炭毛毡材料对船舶舱底乳化液的吸附性能,综合运用模型分析和试验验证的方法,得到活性炭毛毡吸附乳化液的理论最大吸附量为237 mg/g,且验证其静态吸附过程符合Langmuir模型,动态吸附过程符合Thomas模型。在国际海事组织(IMO)型式试验条件下,该活性炭毛毡滤芯连续使用13 h以上,可有效保证出水含油量低于5 ppm。研究结果可为船舶舱底油污水处理装置中毛毡吸附滤芯的设计和应用提供理论和试验基础。