发明名称 一种二氧化碳吸附等温线精确测试方法
摘要 本发明涉及一种材料性能的测试方法,特别是一种用于材料的二氧化碳吸附等温线的精确测试方法。本发明是基于容量法,即通过连续记录材料的吸附或者释放过程的各部分气体压力及温度根据Helmholtz方程推算出对应不同CO2气体压力材料的吸附量,来获得CO2吸附等温线,并通过计算机编程实现CO2真实密度的整个计算及绘图过程。本发明由于在程序中考虑了储气室温度波动对实验结果的影响,所以即使设备的储气室部分不能实现恒温,其测试获得的CO2吸附等温线仍是真实可靠的。本发明具有很好的实用价值,使设备变得简单而易于操作,同时在测试材料的高压CO2吸附等温线具有较高的可信度。
申请公布号 CN103234860A 申请公布日期 2013.08.07
申请号 CN201310156893.4 申请日期 2013.04.28
申请人 扬州大学 发明人 程宏辉
分类号 G01N7/04(2006.01)I 主分类号 G01N7/04(2006.01)I
代理机构 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人 杨晓玲
主权项 一种二氧化碳吸附等温线精确测试方法,其特征在于该方法包括如下步骤:1)称取质量m的吸附材料,放入样品室;2)通过温度传感器测定储气室和样品室温度,压力传感器测定储气室和样品室的实验压力,样品室保持恒温;3)将样品室置于温度为100‑500℃下,打开阀门,对整个CO2吸附等温线精确测试系统抽真空持续60‑120分钟;停止抽真空,关闭阀门,此时样品的CO2吸附量为0,样品室的气体压力0;4)向储气室中充入CO2使其压力保持在0.001‑20MPa,测定并记录此时储气室的温度Tc1、压力Pc1,打开阀门,储气室中的CO2通过连接管道进入样品室同时材料开始吸附CO2,当压力传感器显示的压力值在10‑20分钟内没有变化,即认为在该压力下材料吸附饱和,记录此时整个CO2吸附等温线精确测试系统平衡压力Pb1以及此时储气室的温度Tb1;5)关闭阀门,向储气室中充入压力为1kPa‑20MPa的CO2,测定并记录此时储气室的温度Tc2、压力Pc2,打开阀门,储气室中的CO2进入样品室同时材料开始吸附CO2,当压力传感器显示的压力值在10‑20分钟内没有变化,即认为在该压力下材料吸附饱和,记录此时系统的平衡压力记录Pb2以及此时储气室的温度Tb2;6)重复上述步骤3、4过程,直到材料彻底吸附饱和;7)关闭阀门,储气室放出1e‑5~0.01mol的CO2后,测定此时储气室的温度Tci、压力Pci,打开阀门,样品室的CO2进入储气室同时材料放出CO2,当压力传感器显示的压力值在10‑20分钟内没有变化即认为在该压力下材料充分释放CO2,记录此时系统平衡压力Pbi以及此时储气室的温度Tbi;8)重复上述步骤6进行CO2释放过程多次,直到材料中的CO2充分释放出来,记录最后一次系统平衡压力和储气室的温度;9)以Helmholtz方程计算相应温度及压力状态下的CO2真实密度ρ(P,T),然后根据公式n=ρ(P,T)V计算出平衡前后气态CO2的摩尔量,计算其差值数列{Δn},具体为[Δn1,Δn2,Δn3,Δn4,Δn5,Δn6,……],对该数列求出累加和数列cumsum{Δn},具体为[Δn1,Δn1+Δn2,Δn1+Δn2+Δn3,Δn1+Δn2+Δn3+Δn4,Δn1+Δn2+Δn3+Δn4+Δn5,Δn1+Δn2+Δn3+Δn4+Δn5+Δn6,……]然 后以平衡压力Pb为y轴,以材料中CO2浓度cumsum{Δn}×44.0095/m×100%为x轴绘出CO2等温吸附曲线;其中,R为气体常数,T为绝对温度,P为CO2的压力;10)根据以上的数据局可以计算及绘图。
地址 225009 江苏省扬州市广陵区大学南路88号