物理吸附与化学吸附教案
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篇1:物理吸附与化学吸附教案
表5.3 吸附热力学参数
Table 5.3 Thermodynamic parameters
△H/(kJ.mol-1)
298K
63.37
-26.22 △G/(kJ.mol-1) 308K -28.76 318K -32.24 0.3006 △S/(kJ.mol-1.K-1)
由表3可见,在不同温度下,ΔG均为负值,这表明吸附过程是自发进行的,而且随着温度的升高有增加趋势,这与 ΔH 为正值表明吸附过程本身是吸热的,说明高温有利于吸附的进行相一致。而正的 ΔS 则反映出在吸附过程中固液界面的无序性增加,这种吸热性和无序性可能是由于该吸附过程不但包括化学反应,也包括物理和化学吸附。
篇2:物理吸附与化学吸附教案
物理吸附和化学吸附在催化中的应用
吸附在催化科学中应用非常广泛,尤其是多相催化,凡是多相催化反应,都包含有吸附步骤。在多相催化中,多数属于固体表面催化气相反应,它与固体表面吸附紧密相关。在这类催化反应中,至少有一种反应物是被固体表面化学吸附的,而且这种吸附是催化过程的关键步骤。在固体表面的吸附层中,气体分子的密度要比气相中高得多,但是催化剂加速反应一般并不是表面浓度增大的结果,而主要是因为被吸附分子、离子或基团具有高的'反应活性。气体分子在固体表面化学吸附时可能引起离解、变形等,可以大大提高它们的反应活性。因此,化学吸附的研究对阐明催化机理是十分重要的。化学吸附与固体表面结构有关。表面结构化学吸附的研究中有许多新方法和新技术,例如场发射显微镜、场离子显微镜、低能电子衍射、红外光谱、核磁共振、电子能谱化学分析、同位素交换法等。其中场发射显微镜和场离子显微镜能直接观察不同晶面上的吸附以及表面上个别原子的位置,故为各种表面的晶格缺陷、吸附性质及机理的研究提供了最直接的证据。
吸附在催化中的应用很多,如总表面积的测定,有效表面积的测定,分子碳针的化学吸附,气体探针分子光谱技术等。
篇3:物理吸附与化学吸附教案
物理化学处理方法——吸附
固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上,这就是吸附。这里的固体称吸附剂。被固体吸附的物质称吸附质。吸附的结果是吸附质在吸附剂上浓集,吸附剂的表面能降低。 利用吸附作用进行物质分离已有漫长的历史。在水处理领域,吸附法主要用以脱除水中的微量污染物,应用范围包括脱色,除臭味,脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素等。在处理流程中。吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理,以去除有机物、胶体物及余氯等;也可以作为二级处理后的深度处理手段,以保证回用水的质量。
利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料、吸附剂可重复使用等优点,但对进水预处理要求较高,运转费用较高,系统庞大,操作较麻烦。
(一)、物理吸附化学吸附机理及分类
溶质从水中移向固体颗粒表面,发生吸附,是水、溶质和固体颗粒三者相互作用的结果。引起吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力。溶质的溶解程度是确定第一种原因的重要因素。溶质的溶解度越大,则向表面运动的可能性越小。相反,溶质的憎水性越大,向吸附接口移动的可能性越大。吸附作用的第二种原因主要由溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力所引起。与此相对应,可将吸附分为三种基本类型。
(1)交换吸附 指溶质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上,并置换出原先固定在这些带电点上的其它离子。通常
离子交换属此范围(见第八章)。影响交换吸附势的重要因素是离子电荷数和水合半径的大小。
(2)物理吸附 指溶质与吸附剂之间由于分子间力(范德华力)而产生的吸附。其特点是没有选择性,吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上,而多少能在接口范围内自由移动,因而其吸附的牢固程度不如化学吸附。物理吸附主要发生在低温状态下,过程放热较小,约42kJ/mol或更少,可以是单分子层或多分子层吸附。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的比表面积和细孔分布。
(3)化学吸附 指溶质与吸附剂发生化学反应,形成牢固的吸附化学键和表面络合物,吸附质分于不能在表面自由移动。吸附时放热量较大,与化学反应的反应热相近,约84~420kJ/mol。化学吸附有选择性,即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用,一般为单分子层吸附。通常需要一定的话化能,在低温时,吸附速度较小。这种吸附与吸附剂的表面化学性质和吸附质的化学性质有密切的关系。 物理吸附后再生容易,且能回收吸附质。化学吸附因结合牢固,再生较因难,必须在高温下才能脱附,脱附下来的可能还是原吸附质,也可能是新的物质。利用化学吸附处理毒性很强的污染物更安全。 在实际的吸附过程中,上述几类吸附往往同时存在,难于明确区分。例如某些物质分子在物理吸附后,其化学键被拉长,甚至拉长到改变这个分子的化学性质。物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化的。同一物质,可能在较低温度下进行物理吸附,而在较高温度下所经历的往往又是化学吸附。
篇4:辉沸石的吸附与离子交换性能的研究
辉沸石的吸附与离子交换性能的研究
本文以广西辉沸石为原料,讨论了辉沸石的吸附性能及其影响因素,结果表明辉沸石可以代替硅胶、活性炭作为吸附剂和干燥剂;经过改型,辉沸石的.离子交换性能加强了,在此基础上,制备了双金属抗菌沸石,结果表明抗菌沸石中的铜锌金属离子具有协同的抗菌效果.
作 者:何丽新 He Lixin 作者单位:广东药学院药科学院,广州,510006 刊 名:中国非金属矿工业导刊 ISTIC英文刊名:CHINA NON-METALLIC MINING INDUSTRY HERALD 年,卷(期): “”(3) 分类号:P619.217 TQ424.23 关键词:辉沸石 吸附性能 离子交换性能 抗菌沸石 应用篇5:大孔吸附树脂吸附乳酸及乳酸与谷氨酸的分离
大孔吸附树脂吸附乳酸及乳酸与谷氨酸的分离
通过筛选,得到大孔吸附树脂NKA-Ⅱ,并用其对乳酸进行分离.测定了该树脂对乳酸与谷氨酸的吸附选择系数,得到了乳酸在NKA-Ⅱ上的吸附等温线,并对其吸附动力学和动态吸附进行了研究.结果表明,NKA-Ⅱ对乳酸和谷氨酸的吸附选择系数KLG=16.19.该树脂对乳酸的吸附等温线符合Freundlich方程,在26和48℃下的相关系数R2均大于0.99,方程的特征参数n>1,属“优惠吸附”.吸附动力学研究表明,粒内扩散是吸附过程的主要控制步骤,符合Kannan-Sundaram粒内扩散模型,相关系数R2=0.9906,粒内扩散速率常数kp=6.0129 mg・min0.5/g.动态吸附实验结果表明,乳酸的.穿透体积比谷氨酸大110.6 mL,故该树脂可以成功地应用于乳酸与谷氨酸的分离.
作 者:杨鹏波 张晓燕 丛威 王芳 邓利 YANG Peng-bo ZHANG Xiao-yan CONG Wei WANG Fang DENG Li 作者单位:杨鹏波,YANG Peng-bo(中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室,北京,100080;北京化工大学生命科学与技术学院,北京市生物加工过程重点实验室,北京,100029)张晓燕,丛威,ZHANG Xiao-yan,CONG Wei(中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室,北京,100080)
王芳,邓利,WANG Fang,DENG Li(北京化工大学生命科学与技术学院,北京市生物加工过程重点实验室,北京,100029)
刊 名:过程工程学报 ISTIC PKU英文刊名:THE CHINESE JOURNAL OF PROCESS ENGINEERING 年,卷(期): 7(4) 分类号:O647.3 关键词:大孔吸附树脂 乳酸 吸附 谷氨酸篇6:泥沙对营养物质吸附与释放研究进展分析
泥沙对营养物质吸附与释放研究进展分析
水体中的泥沙分布非常广泛.它对进入水环境系统的营养性污染物具有强烈的表面物理、化学和生物等作用,是污染物迁移、转化的'主要载体.污染物与泥沙的作用对水体生态环境会产生影响.结合国内外研究最新动态,对泥沙及营养性污染物的形态、泥沙与水体水质的关系作了概述,重点对影响营养性污染物释放与吸附的因子作了分析,并对泥沙对营养性污染物吸附与释放存在的问题发表了一些见解.
作 者:黄敏 周富春 HUANG Min ZHOU Fu-chun 作者单位:重庆交通大学,河海学院,重庆,400074 刊 名:水科学与工程技术 英文刊名:WATER SCIENCES AND ENGINEERING TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(5) 分类号:X143 TV141 关键词:泥沙 富营养化 吸附 释放篇7:材料物理与化学培养方案
材料物理与化学培养方案
一、培养目标
材料物理与化学是一门以物理、化学等自然科学为基础,从分子、原子、电子等多层次上研究材料的物理、化学行为与规律,致力于先进材料与相关器件研究和开发的学科。材料物理与化学所研究的新现象和新效应是材料、能源、信息等工业的基础,对当前高技术的带头领域,如新型材料、信息技术和生物技术等有重要影响,对科学技术的发展和国民经济建设有重大作用。
本学科的硕士生培养工作积极贯彻党的教育方针,坚持理论联系实际的原则,面向现代化建设的人才需求,面向学科世界先进水平,面向未来科技的发展趋势。本学科培养的硕士生应掌握材料物理与化学的基本理论和相关实验技术,了解本学科的历史、现状和国际上的学术动态。较为熟练地掌握一门外语,能阅读本专业的外文资料。具有较好的专业理论基础,良好的科学研究素质和严谨的科学作风,能熟练运用计算机和先进的检测设备,从事某一方向的理论或实验研究,具有初步的独立从事本专业或交叉学科领域前沿课题的科学研究能力并取得一定研究成果。
本学科硕士生要求拥护党的路线、方针和政策,热爱祖国,热爱人民,遵纪守法,尊敬师长,尊重他人,品性端正,身心健康,人格健全;要求具有严谨的学风、强烈的事业心和为科学的奉献精神,团队合作精神。本学科硕士生毕业后应能胜任高等院校、科研机构及其其它相关单位的与本专业相关的教学、科学研究、技术开发和管理工作。
二、修业年限
本专业硕士生学习年限为全日制三年。要求学生在学习年限内完成本专业基础课、专业课和选修课的学习,掌握相关的专业试验技能,独立从事并完成一定数量和质量的相关研究工作,修满授予学位所要求的`学分,完成硕士学位论文并通过论文答辩。
三、研究方向
郑州大学材料物理与化学专业硕士授权点被批准正式招生,博士授权点被批准正式招生。经过多年的建设与发展,学科已经形成了一支年龄、学历、职称结构合理,研究力量雄厚,充满朝气与创新精神的师资队伍。目前学科有教授5人,副教授7人,其中博士生导师3人,硕士生导师10人。学科的主要科研基地有材料物理教育部重点实验室、河南省材料物理重点实验室,大型科研仪器设备总资产超过3000万元,科研环境、科研条件和人才培养条件优越,学科管理规范,为硕士生的培养提供了良好的环境和条件。
本学科目前的主要研究方向有:铝合金材料、结构与功能陶瓷材料、纳米材料等。学科强调课题应与国家或河南省社会经济发展中的重大科技问题相联系,近年来在铝合金材料,氧化铝陶瓷材料、氧化物陶瓷材料的电、热性能,纳米体系的制备与物性等领域取得了较为显著的成绩,在国内外相关领域具有明显的特色和优势。
四、课程设置
开设的主要专业类课程包括:材料物理、材料化学、固体物理、现代分析技术、材料制备与合成、纳米材料、材料微观结构与性能、新材料导论等。
具体课程设置与学分见附表 :
五、攻读学位学分要求
攻读硕士学位应修满课程学分和论文学分≥50学分。其中应修满课程学分总数应≥34学分,其中公共基础课10学分,专业课、专业基础课≥16学分,选修课≥6学分,学位课程成绩≥75分获得相应学分,其它课程成绩≥60分获得学分。开题报告、预答辩、学位论文共16学分。
六、学位论文
学位论文是硕士生培养工作的最重要的环节,是综合衡量硕士生培养质量的主要标志,也是授予学位的重要依据。用于硕士学位论文的时间不少于1年半。学位论文应能清楚表明作者在本学科领域具有坚实的理论知识基础、熟练的专业实验技能和研究分析方法,具备初步的独立从事科学研究工作或独立担负专业技术工作的能力,对所研究领域的历史、现状和发展趋势有比较全面、深入的了解,对所研究的具体课题有一定的新见解、新发现或新成果。学位论文必须是一篇完整的学术论文,包括:题目、摘要、关键词、目录、引言、正文、参考文献等。学位论文的撰写必须严格按照郑州大学有关学位论文的要求和规定进行。在学位论文申请答辩之前,必须按照学校规定在国内外学术期刊上发表一篇论文。
七、培养方式与方法
采取系统理论学习与实验技能培训、科学研究相结合,讲授与讨论相结合,课内教学与课外实践相结合等多种形式,以科学研究工作为培养重点。
导师根据培养方案的要求,结合每个研究生的具体情况,因材施教,制订出切实可行的培养计划并采取灵活多样的培养方式和方法。
培养方式包括全脱产、半脱产、不脱产三种方式(含联合培养、委托培养)。
篇8:类脂/醋酸纤维素复合吸附材料的制备与性能
类脂/醋酸纤维素复合吸附材料的制备与性能
采用相转化法将类脂包埋到醋酸纤维素(CA)中,制备出了具有对水中低剂量亲脂性有机污染物高效吸附去除的平板膜.以扫描电子显微镜观察了复合材料的结构形貌和表面特征.利用机械搅拌方式和超声方式对类脂进行分散的实验表明,超声对类脂的均匀分散具有强化作用.同时考察了铸膜温度(室温、0℃)对类脂分散的效果,表明低温有助于形成小的脂滴.另外,通过复合膜的红外谱图证实,类脂和CA属于物理混合,不会改变类脂的`分子结构,从而不会影响类脂对亲脂性有机污染物的吸附性能.通过荧光分析法分析复合膜在正己烷溶剂中的稳定情况,表明类脂已被完好地包埋到膜中,因而在去除有机污染物的过程中不会从复合膜中渗出.
作 者: 作者单位: 刊 名:环境科学 ISTIC PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE 年,卷(期): 26(4) 分类号:X703.3 关键词:类脂 醋酸纤维素(CA) 超声辐射 包埋 亲脂性有机污染物篇9:北京市园林植物吸附PM10与SO2总量及其健康效益
北京市园林植物吸附PM10与SO2总量及其健康效益
摘要:PM10和SO2是目前城市主要的.大气污染物,严重危害居民健康.城市园林植物通过叶片和枝干表面能有效吸附大气污染物.采用大气污染物干沉降通量模型和暴露-反应关系模型定量评估了北京市园林植物吸附PM10与SO2总量及其健康效益.北京市园林植物20吸附PM1030,415,563~38,019,454 kg和SO23,057,173~3,821,466 kg,导致减少死亡312~390人,呼吸系统入院286~357.5人,折合经济价值约为280,265,180~350,331,475元,约占国民生产总值的0.7‰~1.0‰.作 者:王蕾 刘连友 王志 哈斯 高尚玉 WANG Lei LIU Lian-you WANG Zhi HA Shi GAO Shang-yu 作者单位:王蕾,WANG Lei(首都师范大学资源环境与旅游学院,北京,100037;北京师范大学资源学院,北京,100875)刘连友,高尚玉,LIU Lian-you,GAO Shang-yu(北京师范大学环境演变与教育部重点实验室,北京,100875)
王志,哈斯,WANG Zhi,HA Shi(北京师范大学资源学院,北京,100875)
期 刊:环境科学与技术 ISTICPKU Journal:ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期):, 29(9) 分类号:X503.23 关键词:北京 园林植物 PM10 SO2 健康效益篇10:吸附法处理含氟水溶液的研究与应用
吸附法处理含氟水溶液的研究与应用
处理含氟水溶液的研究已引起环保工作者更多的关注,本文从常用、高效、经济三方面综述了吸附法中活性三氧化二铝、羟基磷灰石、炭、过渡金属类、煤、泥土等吸附剂处理含氟废水及含氟饮用水时对氟离子的吸附能力、吸附动力学过程,并分析了它们的'吸附机理,最后对今后吸附法中吸附剂的发展方向提出了几点建议.
作 者:周春琼 邓先和 刘海敏 李志武 Zhou Chun-qiong Deng Xian-he Liu Hai-min Li Zhi-wu 作者单位:周春琼,邓先和,李志武,Zhou Chun-qiong,Deng Xian-he,Li Zhi-wu(华南理工大学化工与能源学院,广东,广州,510640)刘海敏,Liu Hai-min(华南理工大学材料学院,广东,广州,510640)
刊 名:水处理技术 ISTIC PKU英文刊名:TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT 年,卷(期):2006 32(1) 分类号:X703.1 关键词:含氟水溶液 水处理 吸附法篇11:氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术
作者:周理(天津大学氢能研究中心)【摘要】氢能是指氢燃烧释放的能量。氢的燃烧有两种方式:热化学方式和电化学方式。尽管产物都是水,但因前者是在高温下释放能量,有可能伴随少量氮氧化物生成;后者是在常温下释放能量,产物只是水,因此是对环境没有任何污染的零排放(zeroemission)过程。氢能的电化学释放过程是在氢燃料电池中完成的。以氢燃料电池驱动电动机的氢能汽车是真正的无污染的绿色汽车(ZEV)。就与环境的关系而言,任何其它“环境友好”汽车都不能与这种汽车相比美,因此都属于在不长时间内的过渡车型。我国倘能在氢能汽车上迎头赶上世界先进水平,不但可节省用于开发其它过渡车型的大量资金,而且对于加速提高国家的整体科学技术水平,都有重要意义。
使用氢能的日子并不遥远
氢能是指氢燃烧释放的能量。氢的燃烧有两种方式:热化学方式和电化学方式。尽管产物都是水,但因前者是在高温下释放能量,有可能伴随少量氮氧化物生成;后者是在常温下释放能量,产物只是水,因此是对环境没有任何污染的零排放(zeroemission)过程。氢能的电化学释放过程是在氢燃料电池中完成的。以氢燃料电池驱动电动机的氢能汽车是真正的无污染的绿色汽车(ZEV)。就与环境的关系而言,任何其它“环境友好”汽车都不能与这种汽车相比美,因此都属于在不长时间内的过渡车型。我国倘能在氢能汽车上迎头赶上世界先进水平,不但可节省用于开发其它过渡车型的大量资金,而且对于加速提高国家的整体科学技术水平,都有重要意义。
近几年,氢能汽车的样车在发达国家相继问世。之所以未在市场流通,是因为价格比市场流行汽车高出近1倍。但这个价格差距并不大,说明氢能汽车流通的日子并不遥远。氢能汽车的关键技术环节有2个:储氢与燃料电池。车用氢燃料电池技术在发达国家已臻成熟,我国的技术水平距离实用尚有差距。但氢气在车上的储存技术,即使是发达国家也还没有获得满意的解决。合金储氢技术,无论在单位合金重量的储氢容量方面,还是在吸放氢条件的温和程度方面,均不适于氢能的规模化储存与运输。早期的氢能汽车采用压缩储氢办法,在车上放置20~25MPa压力的氢力钢瓶,占用的空间和自重都是严重问题。近期的氢能汽车储存液氢。氢气液化成本很高,相当于消耗了1/3的液化氢气[1]。液氢温度约-250℃,蒸发损失也不小。目前的氢能汽车,储氢部分的成本约占总成本的一半。降低储氢成本,将使氢能汽车流通时间大大提前。
除氢能汽车外,廉价的大规模氢能储运技术,将使氢能的广泛利用立即成为现实。在炼油、炼焦、氯硷、化肥等多种工业部门副产大量含氢气体,从中提取纯氢的技术也是成熟的,只是因为没有适宜的大规模储存与运输氢气的技术,副产的氢气没有被有效利用。我国每年如此烧掉或放空的氢气至少在1010标立米以上[2]。若在天然气中掺入15%的氢气,作为内燃机汽车燃料,则可解决天然气汽车的功率下降问题,并可使城市大气污染问题解决的难度大为降低。
由此可见,如能提供方便、廉价的大规模储存与运输氢气的技术,则大量地使用氢能将近在明天。
吸附储氢技术崭露头角
作为规模化的实用储氢技术,必须具备吸放氢条件温和、储氢容量大和成本低3个基本特征。金属合金储氢的机理是,首先打开联结两氢原子的化学键,然后氢原子与合金晶格中的金属原子形成氢化物键。放氢时,则需首先打开氢化物键,释放出氢原子,然后两个氢原子结合为氢分子。由于涉及到化学键的打开与形成,吸放氢条件难以“温和”。例如,镁基合金的吸放氢温度为300℃。与此相比,氢气在碳基材料上的物理吸附,是基于作用力弱得多的vandeWaals力,没有联结原子的化学键的打开与生成过程,因此吸放氢条件必须温和,吸附热效应也相对较小。
作为储氢容量指标,国际能源机构认为必须超过5wt%。除镁基合金外,其它储氢合金皆不能达到此容量。而碳基材料的储氢容量却不难超过这一指标。其中储氢容量最大的吸附材料是碳纳米管,已被证实的储氢容量是10wt%[1],但是批量生产碳纳米管的技术尚不成熟,其昂贵的价格使其不具备实际应用价值;可大规模生产的碳基储氢材料是超级活性炭和活性炭纤维。二者的储氢容量相近,但后者成本约低10倍。因此,在高比表面积的超级活性炭上吸附储氢,具有吸放氢条件温和、储氢容量较大、成本低的基本素质,展现出解决规模储氢问题的希望。
超级活性炭吸附储氢的基础数据
在国家自然科学基金的支持下,笔者研究了超临界氢在高比表面积活性炭(亦称为超级活性炭)上的吸附特性,测定了77~298K温度范围和0~7MPa压力范围内的系列吸附等温线[3]。结果表明,在2~4MPa压力下吸附即达饱和,说明吸附储氢的压力不高;吸附量随温度的下降增长很快,说明吸附储氢适宜低温。最廉价的冷源便是液氮(<1600元/吨)。下面将液氮温度(77K)下的吸附储氢量与压缩储氢量做一比较。
图1中曲线1为根据298K不同压力下的氢气密度计算的压缩储氢量,氢气的压缩因子由三阶维里方程计算。曲线2为77K氢气在活性炭上的吸附等温线,表明在77K恒定温度下氢气吸附量随压力的变化。这里取活性炭的堆密度为500g/L。500克活性炭的最大氢气吸附量为26.7克,仅仅按氢气的吸附量计算,储氢容量已经达到5.3wt%,超过了国际能源机构确定的5wt%的标准。但是,在1升装满活性炭的容器空间中的实际储氢量不仅仅是吸附量,还有活性炭原子骨架外空间中的压缩储氢量,使得总的吸附储氢量大大超过吸附量。现以1升容器空间为基准,试算其中的压缩储氢量和总的吸附储氢量。1升容器中填弃500克活性炭。通常认为活性炭的“真密度”与石墨相同,即2.2g/cm3。则500克炭骨架占据的空间为500/2.2/1000=0.227升,骨架周围的空隙体积为1-0.227=0.773升。根据77K氢气的压缩因子计算出77K氢气密度随
压力的变化,进而计算出不同压力下在0.773升空隙体积中的压缩储氢量。将此值与曲线2出的吸附量相加,得到1升容器空间中储存的氢气总量,如图中曲线3所示。在吸附量达到最大点的4MPa压力下,1升容器空间的.总储氢量为37克,重量基准的储氢容量达到7.4wt%。即使在2MPa压力下,储氢容量也有100×(30.3/500)=6.1wt%。
图177K吸附储氢与常温压缩储氢的比较
吸附储氢技术的可行性评价
基于以上的基础数据,我们针对在规模储氢用途中最关心的几个问题讨论吸附储氢技术的可行性。
1.储氢设备的体积和重量
对于载重400公斤的5座轿车,若每百公里耗油6升,则对于500公里的额定行程耗油30升。在采用氢燃料电池的情况下,完成同样行程只需4公斤氢气[4]。若采用常温压缩储氢技术,氢气压力20MPa,则储存4公斤氢气的容器体积为280升。若采用以液氮为冷源的吸附储氢,在4MPa压力下的容器体积为108升,装填54公斤活性炭。由于氢气压力降低了4/5,器壁厚度可降低,容器重量的减少亦可弥补附加的活性炭重量;而容器所占据的空间减少了61%。
2.经济指标
与压缩储氢相比,压力降低了4/5,大大节省了氢气压缩成本,并且节省了对高压氢气压缩机的投资成本。与液氢相比,节省了氢气液化成本。并且,环境温度和放氢气化引起的蒸发损失,都是消耗液氮而不是液氢,故其成本比之液氢大为降低。至于增加的活性炭费用,因属于设备投资,其使用寿命愈长,在氢气成本中占据的份额愈小。储氢活性炭的寿命是无限的。超级活性炭的成本约为活性炭纤维成本的1/10,且可以大规模生产。
3.吸放氢条件
氢气在活性炭上的吸附是一种物理平衡。温度恒定时,加压吸附(吸氢),减压脱附(放氢)。从实测吸附等温线看,脱附线与吸附线重合,没有滞留效应。即在给定的压力区间内,增压时的吸氢量与减压时的放氢量相等。吸氢与放氢仅仅取决于压力的变化,因此吸放氢条件十分温和。
今后的研究工作将致力于改善活性炭对氢气的吸附性能,以及活性炭的机械加工性能,研究吸附储氢罐的结构、材质和灌注技术,实车考察吸附储氢技术对车辆工作环境的适应性。
参考文献
[1]“HydrogenenergyTechnologies”,EmergingTechnologySeries,PreparedforUNIDObyT.NejatVazirogluandFranoBarbir,UnitedNationsIndustrialDevelopmentOrganization,Vienna,
[2]鲍德佑.氢能的最新发展.新能源,16(3):1-3,1994
[3]周理,周亚平.关于氢在活性炭上吸附特性的实验研究.中国科学,26(5):473-480,
[4]B.DuretandA.Saudin,Int.J.HydrogenEnergy,19(9):757-764,1994
篇12:Silicalite-1分子筛吸附水体中对硝基甲苯与邻硝基甲苯
Silicalite-1分子筛吸附水体中对硝基甲苯与邻硝基甲苯
研究了以Silicalite-1分子筛为吸附剂对水体中对硝基甲苯和邻硝基甲苯的`吸附和扩散行为.结果表明,对硝基甲苯在Silicalite-1分子筛中的吸附量及扩散系数均显著高于邻硝基甲苯.水中混合硝基甲苯在吸附量与扩散性上的差异导致Silicalite-1分子筛对对硝基甲苯具有良好的吸附选择性.300K,吸附30min时,可得到97.7%的对硝基甲苯与95.6%的邻硝基甲苯(采用树脂等吸附剂).
作 者:郭照冰 郑正 江芳 郑寿荣 郑有飞 GUO Zhao-bing ZHENG Zheng JIANG Fang ZHENG Shou-rong ZHENG You-fei 作者单位:郭照冰,郑有飞,GUO Zhao-bing,ZHENG You-fei(南京信息工程大学环境科学与工程学院,江苏,南京,210044)郑正,江芳,郑寿荣,ZHENG Zheng,JIANG Fang,ZHENG Shou-rong(南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏,南京,210093)
刊 名:中国环境科学 ISTIC PKU英文刊名:CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE 年,卷(期): 26(6) 分类号:X703 关键词:硝基甲苯 Silicalite-1 吸附 扩散 分离篇13:吸附与超滤法深度处理城市污水试验研究
吸附与超滤法深度处理城市污水试验研究
采用活性炭吸附法和超滤法,对城市污水厂二级出水进行了深度处理试验研究.试验结果表明,粒状活性炭对污水中溶解性有机物有较好的`去除效果,当允许出水CODCr为15 mg/L以下、炭层厚度为2 m、滤速为3 m/h、5 m/h和7 m/h时,吨水用炭量基本在0.2 kg/m3.超滤对水中浊度去除率在95 %以上.超滤膜清洗采用洗涤剂配制的清洗液及5 %的H2SO4、4 %的NaOH溶液清洗,膜通量可得到较好的恢复.
作 者:杨晓华 王薇 邢雷 YANG Xiao-hua WANG Wei XING Lei 作者单位:杨晓华,YANG Xiao-hua(抚顺市市政工程设计研究院有限责任公司,辽宁,抚顺,113008)王薇,WANG Wei(沈阳市高新技术产业开发区自来水厂,辽宁,沈阳,110179)
邢雷,XING Lei(沈阳建筑大学,辽宁,沈阳,110168)
刊 名:辽宁化工 英文刊名:LIAONING CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期): 36(9) 分类号:X703 关键词:污水深度处理 活性炭 超滤篇14:改性锰矿对甲基橙的吸附与降解研究
改性锰矿对甲基橙的吸附与降解研究
研究了利用硫酸和水合肼提高天然锰矿界面吸附能力的改性方法,结果表明:天然锰矿经硫酸和水合肼反应改性后,对甲基橙的吸附能力明显提高.改性时的`硫酸浓度、水合肼用量、高锰酸钾氧化及反应温度均影响锰矿的吸附性能.改性天然锰矿的吸附-pH曲线呈“反S”型,在pH<2.4时对甲基橙有很强的吸附去除能力;吸附等温线符合Langmuir型,20℃时1 g锰矿对甲基橙的饱和吸附量为776.5 mg.
作 者:马 耿艳楼 马子川 Ma Kun GENG Yan-Lou MA Zi-Chuan 作者单位:马,Ma Kun(河北工业大学化工学院,天津,300130;河北师范大学化学学院,河北,石家庄,050016)耿艳楼,GENG Yan-Lou(河北工业大学化工学院,天津,300130)
马子川,MA Zi-Chuan(河北师范大学化学学院,河北,石家庄,050016)
刊 名:河北科技大学学报 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期): 26(2) 分类号:X131.2 O741.5 关键词:天然锰矿 水合肼 改性 吸附篇15:三江平原湿地土壤磷的吸附与解吸研究
三江平原湿地土壤磷的吸附与解吸研究
采用恒温培养法研究了三江平原典型沼泽湿地表层土壤中磷的吸附与解吸行为及其动力学过程.结果表明:湿地土壤对磷的`自然释放量有限(1.89~13.25 mg・kg-1),对磷酸盐具有较强的吸附能力,吸附量与土壤本身理化性质及水中磷酸盐初始质量浓度有关,其吸附/解吸平衡浓度(EPC0)在0.034~0.161 mg・L-1之间.研究区域湿地表层土壤磷的吸附解吸特征趋于一致,吸附过程表现为快慢两种反应.六种动力学方程都能很好的拟合土壤磷吸附动力学过程,其中以langmuir型方程的拟合性最好,Evolich方程次之.
作 者:赵海洋 王国平刘景双 张桂珍 ZHAO Haiyang WANG Guoping LIU Jingshuang ZHANG Guizhen 作者单位:赵海洋,王国平,刘景双,ZHAO Haiyang,WANG Guoping,LIU Jingshuang(中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林,长春,130012)张桂珍,ZHANG Guizhen(长春工程学院,吉林,长春,130021)
刊 名:生态环境 ISTIC PKU英文刊名:ECOLOGY AND ENVIRONMENT 年,卷(期):2006 15(5) 分类号:X144 关键词:磷 吸附 解吸 湿地土壤【物理吸附与化学吸附教案】相关文章:
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