一种活性炭死体积的测试方法及其装置

摘要

一种活性炭死体积的测试方法，是用氢气作载气，采用容量法原理测定活性炭的死体积，直接利用活性炭储氢装置，将参比池和吸附池置于同一恒温槽中，在50～100℃下，通过测定吸附池中加入活性炭前后与参比池的体积比之差，计算出活性炭的死体积。其恒温槽是由内筒、外筒、进水口、出水口组成，内筒内有支架，支架上放有参比池和吸附池，在外筒装有温度计、加热器和搅拌器。本发明得出的测定值大大降低了系统误差，且方便实用，对活性炭的结构及其吸附性能研究均具有非常重要的意义。

主权项

1.一种活性炭死体积的测试方法，其特征在于测试方法包括如下步骤：(一)参比池有效体积的测试参比池的有效体积是指吸附系统前的所有有效空间体积，可用排水集气法测得；(二)吸附系统自由空间体积的测试(1)将参比池和吸附池置于恒温槽中，并在恒温槽的内、外筒中加入3/4体积的水，接通电源，将恒温槽加热至50～100℃，对整个系统抽真空，待真空表的读数稳定后，切断真空系统，并关闭其它所有阀门；(2)打开氢气截止阀，调整参比系统微调阀开度使参比压力表的读数缓慢增长，当指示值达到预定初始压力时关闭截止阀，记下此读数；(3)待压力读数稳定后，先打开吸附系统截止阀，再缓慢调整吸附系统微调阀开度，待两压力表的读数平衡稳定后，记录此读数；(4)关闭氢气截止阀和吸附系统截止阀，缓慢打开放空阀和参比系统截止阀，启动真空泵，将吸附系统以外的部分抽真空，待读数稳定在某一真空度后，关闭放空阀和参比系统截止阀，打开吸附系统截止阀，待两压力表的读数稳定后，记录此压力；(5)重复步骤(4)4-8次，并记录每次的稳定读数，计算出体积比，进而得出吸附系统的自由空间体积；(三)活性炭样品的准备将活性炭样品放在真空干燥箱中，在120℃、0.1MPa的真空度下干燥24小时，接着取出样品放在干燥器中冷却至常温，恒重后，称量20±0.500g这样的样品装入吸附池；(四)活性炭样品的死体积测试将装有活性炭样品的吸附池和参比池置于恒温槽中，重复步骤(二)，并计算出体积比，进而得出装有活性炭的吸附系统的自由空间体积，活性炭的死体积吸附系统装有活性炭样品前后的自由空间体积之差；(五)自由空间体积的计算由于50～100℃下，活性炭对氢不吸附，所以PV/ZT可视为常数，其中Z或Zi均表示气体压缩因子；设参比系统有效体积为VR，吸附系统的自由空间体积为VT，则在第一步平衡时：$\frac{P_1{V}_R}{Z_1}=\frac{P_2(V_R+V_T)}{Z_2}----\left(1\right)$ 由此得到$\frac{P_1}{Z_1}=\frac{P_2}{Z_2}·(1+\frac{V_T}{V_R})=\frac{P_2}{Z_2}(1+K)---\left(2\right)$ 其中$K=\frac{V_T}{V_R}---\left(3\right)$ 故$k_1=\frac{P_1}{P_2}·\frac{Z_2}{Z_1}-1,---\left(4\right)$ $K_i={(\frac{P_i}{P_{i+1}}·\frac{Z_{i+1}}{Z_i}-1)}^{-1}--(i\ge 2),---\left(5\right)$ 则$\stackrel{-}{K}=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{K}_i,m=10---\left(6\right)$ VT＝K·VR (7)。