基于Langmuir等温吸附的吸附动力学方程

把吸附剂对溶质的吸附看作是吸附剂和溶质之间的化学反应,参照反应动力学方程提出了相应的吸附动力学方程。基于Langmuir等温吸附定义了吸附剂动力学浓度,并导出了它和固液比、Langmuir等温吸附方程参数的关系。吸附动力学微分方程为(1+a)级,对应于吸附剂动力学质量浓度是1级,对应于溶质质量浓度为a级。通过对动力学微分方程求解,分别得到了a=1和a=2时的动力学方程的解析表达式。在a=2时,用提出的动力学方程对文献的吸附数据进行了回归计算,结果表明该动力学模型和实验数据吻合良好,回归的相关系数R^(2)>0.97。

理想线弹性体的等温物态方程

固体的物态方程多为经验公式,少量为基于微观力学的扩展,方程复杂且有效性低,建立有效的理论性的物态方程,一直是业内的梦想。本研究从材料力学角度出发,建立了一种理想线弹性体的2参数等温物态方程,该方程具有Bridgman方程的形式,方程参数仅为弹性模量和泊松比;对75中物质的弹性段数据进行了验证,发现新方程的符合性良好,可靠性佳,拟合精度可控制在3.72%以内。同时得出体积模量的一阶导数是泊松比的单一函数,揭示了这两个参数之间的深刻联系。

二元混合气体等温吸附实验结果与扩展Langmuir方程预测值的比较

通过实验获得了CH4和N2及其二元混合气体的等温吸附方程,并利用扩展Langmuir方程对二元混合气体的吸附行为进行了预测。结果表明,利用纯CH4气体的等温吸附方程和扩展Langmuir方程对二元混合气体吸附行为的预测结果,均与二元混合气体的等温吸附实验数据存在较大误差。所以,当煤层气中含有一定数量的非甲烷气体时,只有通过混合气体的等温吸附实验,才能获得准确的吸附特性参数。

Langmuir吸附等温线方程的改进及其在沸石吸附重金属中的应用

从试验数据分析出发,基于经典Langmuir吸附等温线方程,通过引入虚拟重金属离子和平衡吸附面积分配参数的概念,并将传统的平衡吸附量概念转化为平衡吸附面积,成功建立了可用于分析重金属离子在沸石材料上多元吸附过程的改进式半经验吸附等温线方程和数据分析方法,并应用到重金属元素(Cu、Pb、Cd、Ni)在合成沸石上的吸附过程,结果令人满意。方程拟合结果表明:在一元吸附体系下,四种重金属离子的极限吸附面积顺序依次为Ni^2+>Cu^2+>Pb^2+>Cd^2+。在多元吸附体系中,由于重金属离子间的相互干扰,重金属离子的总极限吸附面积均小于各重金属离子在一元吸附体系下的极限吸附面积之和。在任何多元吸附系统中,无论初始浓度高低,Cu离子均占有吸附面积分配的优势,且随着初始浓度的增加其优势愈加明显或至少保持相对稳定。Pb离子的竞争优势主要体现在较高初始浓度,并且也随着初始浓度的增加而增加。Cd离子和Ni离子的优势地位则主要体现在较低初始浓度,且随着初始浓度的增加而逐步降低。

应变速率对7065铝合金等温压缩软化机制的影响

采用等温压缩实验并结合电子背散射衍射手段,研究了应变速率对7065铝合金热变形行为的影响规律。结果表明,随着应变速率由0.001 s^(-1)增加到30 s^(-1),合金的动态再结晶面积分数先显著减少,在1 s^(-1)时达到较低水平,而后变化幅度小于10%,当应变速率大于1 s^(-1)时,合金的亚结构面积分数显著增加。低应变速率阶段(0.001~1 s^(-1))的软化机制为动态再结晶(DRX)机制和动态回复(DRV)机制,而高应变速率阶段(1~30 s^(-1))的软化机制为DRV机制。随着应变速率的增加,等温压缩变形后合金的形变储能逐渐增加。

一种基于Virial理论的爆轰产物状态方程

爆轰参数理论计算热化学代码的核心在于选择合适的状态方程用于描述物质的热力学状态。为扩大状态方程适用范围、减少状态方程的经验参数,基于维里(Virial)理论建立了能够准确计算到第i个Virial系数的VLI状态方程。采用VLI状态方程研究了第2~9维里系数随温度的变化规律,对比了不同阶数维里系数的相对大小及其对氮气热力学状态曲线的影响程度;计算了氮气的高压Hugoniot曲线和低压等温线,并与VLW和JCZ两种状态方程的计算值以及相应的试验数据进行对比,进一步计算了典型炸药的爆轰性能,验证了VLI状态方程的可行性和适用性。

固态高分子等温物态方程的适用性

针对现有高分子等温物态方程形式多样且繁杂,判断物态方程适用性困难的问题,通过理论分析,建立了8个等温物态方程的自洽性判据,并通过B'∞=-1的条件,降低了等温物态方程参数的数量。通过代数原理,建立了物态方程参数数量和B(n)0的对应关系,提出高分子等温物态方程适用性的判断原则。对25个常用等温物态方程和12种高分子材料的数据进行验证,结果表明:在2参数方程中,Spencer方程优于其他方程,而Yan方程最具有发展潜力。

固液相离子吸附体系中吸附剂浓度效应与Langmuir方程的适用性

以蛭石吸附Zn2+和Cd2+为例,探讨Langmuir方程在固液相离子吸附体系中的适用性,结果表明:传统吸附等温线随吸附剂浓度W0增大而下降,吸附量qe不仅仅由液相平衡浓度Ce所决定,而是Ce和W0两个变量的函数;以Langmuir方程的线性形式对实验数据进行拟合,在给定吸附剂浓度水平下的实验数据与Langmuir方程拟合的相关性很好,但方程中的两个参数随吸附剂浓度增大而降低而且差异显著,表明Lang-muir方程仅适用于给定吸附剂浓度的体系,采用单一参数的Langmuir方程难以准确描述试验检测范围内Zn2+和Cd2+的吸附规律.

蛭石的NH_4^+吸附与Langmuir方程

测试检验和理论分析说明在Langmuir方程应用中将平衡吸附量Qe表达为离子起始浓度C0和介质用量W0的函数时,Qe=W0qmC0/(KC+C0),方程式中系数KC不是常数,而是W0的函数并与W0呈线性相关.在蛭石铵离子吸附关系式中,Langmuir方程适用的范围是起始浓度C0较小.

活性炭纤维吸附低浓度甲苯废气吸附等温方程的研究

在自制吸附器上研究粘胶基活性炭纤维吸附低浓度甲苯废气的特性,通过实验测定活性炭纤维吸附不同浓度甲苯废气的穿透曲线,并运用Origin6.0Professional软件计算出不同浓度甲苯废气的平衡吸附量,分别用Freundlich、Langmuir和D-R方程拟合得出吸附平衡关系,并与实验结果进行比较。结果表明,在浓度较低时,Langmuir方程能更好地符合实验结果,而浓度较高时,D-R方程与实验结果吻合得更为理想。

Langmuir方程在变压吸附过程中的应用

总结了Langmuir方程在变压吸附分离过程设计中的应用。利用Langmuir方程从理论上阐明了混合气体组分吸附性质和组成对分离的影响及组分浓度随压力的变化情况 ,并推导了Lewis关系式。

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。

页岩气容量法等温吸附实验气体状态方程优选

页岩气藏资源评价和开发的关键基础资料——等温吸附曲线,通常是通过容量法等温吸附实验获取的,决定其准确与否的关键是选择合适的气体状态方程来计算吸附/解吸气量。为此,针对不同气体状态方程对页岩气相态描述差异较大的情况,设计了简易、方便的气体状态方程优选评价实验装置和实验方案,该方法避开了对气体体积的频繁计算所带来的实验误差,仅通过测试不同状态下的压力即可评价气体状态方程的适用性,其原理和设备操作简单,计算方便。对实验结果的分析结论表明:(1)不同气体状态方程对甲烷的相态描述均有不同程度偏差,且压力越高偏差越大,页岩等温吸附实验中必须优选合适的气体状态方程来计算吸附气量和解析气量;(2)低压下(小于10 MPa)宜选用SRK方程、高压下(大于10 MPa)宜采用RK方程来计算甲烷气田相态变化;(3)总体上,结合我国页岩气藏埋藏较深、压力多在20 MPa以上的实际情况,RK方程能更好地计算出甲烷气田的相态变化特征,从而满足页岩等温吸附实验的需要。

我国小麦水分吸着等温线4-参数GAB方程研究

在水分活度(aw)>0.85条件下,小麦样品易发生霉菌生长而影响平衡水分测定的准确性,本研究采用Blahovec和Yanniotis 2009年发表的适合aw在0～1的修正4-参数GAB方程(MGAB),对测定的我国13个小麦品种的水分吸着等温线数据进行拟合和分类。结果表明,MGAB方程拟合的决定系数(R2)>0.97,平均相对百分率误差(MRE)<8.34%,方程的每个参数在红麦与白麦之间、硬麦与软麦之间、春麦与冬麦之间,差异不显著。但是,同一小麦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指标判断小麦水分吸着等温线类型,13个小麦品种的吸附和解吸等温线均属于接近Langmuir类型的S型等温线。结论是小麦水分吸附与解吸的MGAB方程参数可用于小麦收获后干燥及储藏通风操作。

金和铂的室温等温物态方程及其压标的意义

在对Gruneisen系数高温高压特性不作任何假设的前提下，由冲击雨贡纽数据直接确定了材料零温零压体积、等温体模量及其对压力的一阶偏导。基于上述参数，计算了两种常用压标材料金和铂压缩比至0．5～0．6的0K物态方程，并通过相应的热压修正得到了金和铂的室温等温物态方程。计算结果与准静水压条件下静高压实验结果具有非常好的吻合性，缩小了早期不同金和铂压标之间的差异。独立来源实验数据和理论计算结果的交叉检验表明，金和铂的室温等温物态方程计算结果可以用于今后静高压实验的压标。

50GPa下NiO等温状态方程的高压X光研究

本文采用在位的(in situ)高压X光衍射方法研究了近50Gpa和室温下三方结构NiO的等温压缩行为,并用 Murnaghan 状态方程对实验值进行了最小二乘法拟合,得到的NiO室温状态方程的相应参量分别为:B_0=223GPa,B_0’=4.21。在室温压力范围内没有观察到第一类结构相变。NiO 在六方指标下的轴比c/a 随压力的变化在实验压力范围内可用c/a=2.450-1.569×10^(-3)p(GPa)近似描述。

蒸发、等温或冷凝薄液膜二维表面波的通用时空稳定性方程

处于蒸发或冷凝状态下的液膜,由于界面热不平衡效应的影响,导致其汽液界面条件与等温情形明显不同,这在一定程度上将影响液膜流动的稳定性。该文以边界层理论为基础,考虑完整的边界条件,推导沿倾斜壁面下降的、处于蒸发、等温和冷凝状态下普遍适用的二维表面波通用时空稳定性方程。方程中包含了雷诺数、热毛细力、倾角、流体物性以及蒸发、等温和冷凝条件的影响。通过中性稳定性特征曲线进一步分析了上述因素在不同雷诺数下的作用,从理论上揭示了液膜表面波流动的稳定性特征。

Ozawa方程处理PET非等温结晶动力学过程研究

采用Monte Carlo法计算机模拟在预先成核条件和不同降温速率下PET非等温结晶曲线，将模拟的结果用Ozawa方程及改进的Ozawa方程进行处理。结果表明，用Ozawa方程解析的Avrami指数与理论值相近，用改进的Ozawa方程可直接得到结晶速率常数，求出的线生长速率与理论值基本吻合。

Langmuir方程在稀溶液吸附中的应用

介绍了自交换吸附模型导出的自稀溶液中吸附的Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方程；分析了利用三种Ｌａｎｇｍｕｉｒ 方程直线型式求算ｎｓｍ 、ｂ 值的利弊。讨论了ｎｓｍ 和ｂ 的意义和应用，指出ｎｓｍ 与气体吸附的单层饱和吸附量不同，用其计算比表面只有相对意义； ｎｓｍ 与表面活性位数目有一定关系；由ｂ 值求算吸附热的表观意义。

铝的等温状态方程

采用原位高压同步辐射X射线衍射技术,利用金刚石对顶砧(DAC)装置产生高压,选用高纯NaCl粉末作为传压介质与标压物质,在室温下、21.5GPa的压力范围内,测定了铝的等温状态方程。利用Murnaghan方程对实验结果进行了数值拟合,得到铝的零压体弹模量及其一级压力导数分别为B0=(77±2)GPa,B0′=4.8±0.3。该结果同相关文献资料报导的值在误差范围内符合得很好,略显得较大,这是由于传压介质NaCl的非静水压效应所致。在实验所达到的压力范围内,未发现明显的相变迹象。