活性炭對輕鏈烷烴的吸附
活性炭對輕鏈烷烴的吸附研究，通常使用可用的河南博友活性炭。對活性炭吸附劑上輕鏈烷烴吸附的適當(dāng)描述和分析對于重要的當(dāng)前實際應(yīng)用，如揮發(fā)性化合物去除，氣體排放處理，天然氣儲存等的設(shè)計至關(guān)重要。特別是對于天然氣儲存和輸送， C2 + s烷烴組成及其在循環(huán)充放電過程中的吸附行為在給定項目的經(jīng)濟和技術(shù)可行性的適當(dāng)定義中可能是至關(guān)重要的。
我們對于各種類型的活性炭材料進行研究，發(fā)現(xiàn)活性炭的可能為天然氣儲存介質(zhì)，通常將重點放在為天然氣的主要成分甲烷。在最近的一項研究中，是關(guān)于在高達40巴的壓力下的椰殼活性炭吸附甲烷的研究。我們提出了使用椰殼作為前體制備的納米多孔活性炭材料來吸附甲烷，乙烷和丁烷吸附的純組分平衡數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)及其適當(dāng)?shù)谋硎竞屠斫庠趯碓谟糜趦Υ婧洼斔臀教烊粴獾膶嶋H系統(tǒng)中的充放電循環(huán)的建模和模擬中將是必要的。數(shù)據(jù)使用Toth等溫線進行評估。吸附量可以在系統(tǒng)的實際設(shè)計中發(fā)揮重要作用，根據(jù)等溫線實驗數(shù)據(jù)估算，并對吸附劑烷烴負載進行了評估。
吸附等溫線顯示活性炭在260至300K之間的溫度下測量甲烷，乙烷和丁烷的等溫線。還測量了解吸數(shù)據(jù)的組分以測試吸附等溫線的可逆性。使用由下式給出的Toth方程來描述實驗數(shù)據(jù)和由給出的溫度依賴性Toth方程：
準備物料
通過化學(xué)和物理活化從椰殼中獲得的納米多孔活性炭樣品，BET表面積約為 2100厘米2/g。關(guān)于該樣品的制備的詳細信息可以詢問河南博友技術(shù)人員。網(wǎng)上購買甲烷，乙烷和丁烷氣體純度為99%。
輕鏈烷烴的吸附測量
使用由微量天平組成的標準重量分析儀測量甲烷，乙烷和丁烷的吸附等溫線。在每個實驗運行之前，樣品在真空下在高達100℃的溫度下原位再生。通過具有恒定再循環(huán)的50/50乙二醇/水浴進行吸附測量時，控制樣品的溫度。
活性炭吸附由圖1顯示的方程式描述的實驗數(shù)據(jù)。(1)和(2)。這兩個方程提供了對數(shù)據(jù)的良好描述，但是方程(2)每個組件只需要一組參數(shù)。方程(1)必須適合每個組件在每個溫度。數(shù)據(jù)顯示增加碳數(shù)增加吸附的預(yù)期行為。從解吸測量，發(fā)現(xiàn)所有三個組分具有可逆等溫線。甲烷吸附與其他活性炭樣品相當(dāng)。然而，即使在室溫下，發(fā)現(xiàn)該材料具有高的丁烷容量，負載高達9mol/kg。這些負載量高于一些商業(yè)活性炭上的丁烷吸附報道，表3。
里區(qū)域的實驗數(shù)據(jù)圖如圖3所示。從這些圖(外推到P=0)確定亨利定律常數(shù)，并且對于每個組分顯示與圖4中的反向溫度。從這些圖可以看出，亨利定律常數(shù)從甲烷增加到丁烷，正如預(yù)期的那樣。圖4中的線的斜率與低覆蓋率下的吸附熱有關(guān)。這些值如表3所示與BPL和BAX活性炭獲得的值相比。甲烷的低覆蓋熱量略低于其他活性炭的熱量，但椰殼活性炭上的乙烷和丁烷的值明顯低于BPL和BAX的低覆蓋率熱量。該結(jié)果可以表明三種材料的孔徑分布差異。
得到結(jié)論已經(jīng)報道了椰殼活性炭上的甲烷，乙烷和丁烷的實驗吸附數(shù)據(jù)為260-300K，壓力高達1巴。解吸測量顯示所有三種組分的等溫線的可逆性。與以前報道的一般活性炭數(shù)據(jù)相比，該活性炭材料顯示丁烷吸附量顯著增加。
本文作者：董帝豪
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