矿物表面CO_(2)-CH_(4)竞争吸附特征与扩散过程研究--以延安气田山西组2段为例

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作者 林进 汪心雯 +5 位作者 王香增 何庆成 孟祥振 吕敏 王泉波 杨利超 《中国地质》 北大核心 2025年第2期704-713,共10页

【研究目的】CO_(2)-EGR技术能提高天然气采收率,同时将CO_(2)永久封存于地下,助力实现碳中和目标。CO_(2)-CH_(4)在纳米孔隙中竞争吸附和扩散是增采和封存的关键机理。【研究方法】本文以鄂尔多斯盆地延安气田山2储层为靶区,利用分子... 【研究目的】CO_(2)-EGR技术能提高天然气采收率,同时将CO_(2)永久封存于地下,助力实现碳中和目标。CO_(2)-CH_(4)在纳米孔隙中竞争吸附和扩散是增采和封存的关键机理。【研究方法】本文以鄂尔多斯盆地延安气田山2储层为靶区,利用分子动力学(MD)和巨正则系统蒙特卡罗(GCMC)方法建立模型,研究储层温压条件下CO_(2)-CH_(4)混合气体在关键矿物(石英和伊利石)纳米基质孔隙中的竞争吸附规律,分析CO_(2)自扩散系数与温压关系。【研究结果】(1)在等温(353.15 K)变压(5.9~17.7 MPa)和等压(11.8 MPa)变温(313.15~373.15 K)条件下,石英和伊利石对CO_(2)吸附能力大于CH_(4),CO_(2)-CH_(4)在石英孔隙中的竞争吸附选择性大于伊利石孔隙;(2)等温(353.15 K)变压(5.9~17.7 MPa)和等压(11.8 MPa)变温(313.15~373.15 K)条件下,CO_(2)-CH_(4)在石英和伊利石孔隙中的竞争吸附选择性分别随压力、温度的增加而降低;(3)低压(5.9 MPa)高温(373.15 K)条件下,CO_(2)在CO_(2)-CH_(4)-石英和CO_(2)-CH_(4)-伊利石系统的流动和扩散效率更高。【结论】石英和伊利石对CO_(2)吸附量更高,置换CH_(4)能力更高,CO_(2)封存效果更好。 展开更多

关键词 碳中和 碳埋藏 致密砂岩 纳米孔隙 分子动力学 竞争吸附 环境地质调查工程 延长油田

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超临界二氧化碳和水交替注入井储层内流体的吸附特征研究

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作者 白玉杰 蔚浩东 南晓函 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期137-145,共9页

为了研究水和二氧化碳交替驱地层内不同流体的竞争吸附特征,分析了储层岩石的微观结构及矿物成分,建立了地层岩石结构的分子模型,研究不同黏土矿物对流体吸附特征,分析了不同流体在岩石表面的竞争吸附及影响因素。结果表明,大庆榆树林... 为了研究水和二氧化碳交替驱地层内不同流体的竞争吸附特征,分析了储层岩石的微观结构及矿物成分,建立了地层岩石结构的分子模型,研究不同黏土矿物对流体吸附特征,分析了不同流体在岩石表面的竞争吸附及影响因素。结果表明,大庆榆树林油田的致密岩石主要由二氧化硅基质以及高岭石和蒙脱石等黏土矿物构成;储层矿物对轻烃的吸附能力大于对重烃类的吸附能力,对水和二氧化碳的吸附能力大于对烃类的吸附能力;二氧化硅对水和二氧化碳的吸附能力最强,说明采用超临界二氧化碳和水交替注入驱,以二氧化硅为主的储层采收率更高。采用水和二氧化碳交替驱替采收率更高,间歇性地停止注入可以使二氧化碳更容易进入到岩石样品当中,使原油更容易排出;较高的温度会加速原油、水和二氧化碳分子的物质交换,高压下二氧化碳会与岩石表面的原油作用改变原油性质,进而提高除油率。 展开更多

关键词 竞争吸附 致密油 超临界二氧化碳 水气交替驱油 分子动力学

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混合电解质引发“蒙脱石-胡敏酸”凝聚的动力学研究

3

作者 何艾洲 喻琳乔 李航 《土壤学报》 北大核心 2025年第2期422-435,共14页

自然土壤通常是多种胶体和多种电解质同时并存的,然而已有的土壤胶体凝聚研究大多在单一电解质和单一胶体条件下进行。利用动态光散射(DLS)技术,系统研究了混合电解质条件下“蒙脱石(Mont)-胡敏酸(HA)”混合胶体的凝聚动力学过程。结果... 自然土壤通常是多种胶体和多种电解质同时并存的,然而已有的土壤胶体凝聚研究大多在单一电解质和单一胶体条件下进行。利用动态光散射(DLS)技术,系统研究了混合电解质条件下“蒙脱石(Mont)-胡敏酸(HA)”混合胶体的凝聚动力学过程。结果表明:(1)在混合电解质条件下,无论是单一胶体还是混合胶体,实验仅观察到一个临界凝聚浓度(CCC),这表明混合电解质中两种阳离子共同作用于胶体的凝聚。(2)虽然混合电解质体系中两种阳离子共同作用于胶体凝聚,但从胶体凝聚速率、CCC或凝聚活化能可以发现,竞争吸附能力强的那种离子在凝聚中起决定性作用。例如,在99%Mont+1%HA混合胶体体系中,Na+K混合体系的CCC(97.41 mmol·L^(-1))非常接近K+单独存在的CCC(94.91 mmol·L^(-1)),表明Na+在此混合胶体凝聚中的作用几乎可以忽略,即在Na+K混合体系中K+对胶体凝聚起决定性作用。(3)增加HA的含量显著提高了混合胶体的稳定性,导致需要更高的电解质浓度才能引发胶体凝聚。该效应可归因于HA的加入增加了有机/无机复合胶体颗粒的表面电荷密度,进而增强了颗粒之间的静电排斥力。本研究的科学发现对于进一步揭示土壤有机-无机复合体的形成机制具有指导意义。 展开更多

关键词 混合电解质 有机-无机混合胶体 动态光散射 离子竞争吸附

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活性炭吸附苯、甲苯废气的研究 被引量：64

4

作者 金一中 徐灏 谢裕坛 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期258-263,共6页

研究了苯、甲苯组成的混合溶剂系统的吸附平衡关系及动力学性质。采用动态吸附法对纯组分、混合组分的吸附情况进行了测定。 根据Langmuir方程拟合出相应的平衡常数qe和K。通过对二组分吸附的穿透曲线进行分析,发现吸附能力强的甲苯能... 研究了苯、甲苯组成的混合溶剂系统的吸附平衡关系及动力学性质。采用动态吸附法对纯组分、混合组分的吸附情况进行了测定。 根据Langmuir方程拟合出相应的平衡常数qe和K。通过对二组分吸附的穿透曲线进行分析,发现吸附能力强的甲苯能从活性炭中置换出吸附能力弱的苯。整个吸附过程分为三个阶段进行。分别利用E-L方程和IAST理论进行理论预测分析,并与实验结果进行了比较。结果表明,虽然E-L方程对吸附总量的预测与实验结果较为吻合,但对各个组分吸附量的预测却经常产生正负偏差;而IAST引入竞争模型,较好地消除了这种正负偏差,平均误差不超过10%,与实验结果更为吻合。 展开更多

关键词 活性炭 动力学 IAST理论 竞争吸附

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重金属在松花江沉积物中的竞争吸附行为及pH的影响 被引量：33

5

作者 路永正 阎百兴 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期20-25,共6页

研究了复合污染的重金属体系(多元体系)中松花江沉积物吸附Hg2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的热力学和动力学特征,以及pH对重金属吸附量的影响.结果表明:Langmuir吸附等温线可以很好地描述多元体系中沉积物吸附重金属的热力学过程,沉积物吸附... 研究了复合污染的重金属体系(多元体系)中松花江沉积物吸附Hg2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的热力学和动力学特征,以及pH对重金属吸附量的影响.结果表明:Langmuir吸附等温线可以很好地描述多元体系中沉积物吸附重金属的热力学过程,沉积物吸附5种重金属离子能力的顺序为Hg2+>Cu2+>Pb2+>>Zn2+>Cd2+.在相同的条件下,与单一体系相比,多元体系中Pb2+,Zn2+和Cd2+吸附量减小的程度远远大于Hg2+和Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的吸附量分别减少了31.9%,32.1%和68.1%.一级动力学方程和Langmuir动力学方程可以较好地描述沉积物吸附Hg2+,Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的动力学过程.沉积物对5种重金属的吸附速率为Cd2+>Zn2+>Pb2+>Cu2+>Hg2+.沉积物对Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的吸附能力随pH的降低而减小,pH的降低造成锰氧化物的溶解,可能在一定程度上影响沉积物对重金属的吸附能力. 展开更多

关键词 重金属 沉积物 竞争吸附 热力学和动力学 PH

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好氧颗粒污泥吸附孔雀绿研究 被引量：7

6

作者 詹婧 孙庆业 石先阳 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第6期78-82,共5页

以蔗糖为碳源,在序批式间歇反应器中培养出沉降性能良好的黑色好氧颗粒污泥.以其作为吸附剂,研究颗粒污泥对染料孔雀绿的吸附作用.结果表明,Langmu ir吸附等温模型能较好地对吸附数据进行拟合,揭示好氧颗粒污泥对孔雀绿的吸附为颗粒污... 以蔗糖为碳源,在序批式间歇反应器中培养出沉降性能良好的黑色好氧颗粒污泥.以其作为吸附剂,研究颗粒污泥对染料孔雀绿的吸附作用.结果表明,Langmu ir吸附等温模型能较好地对吸附数据进行拟合,揭示好氧颗粒污泥对孔雀绿的吸附为颗粒污泥表面的单分子层吸附,最大吸附量为52.63 mg.gSS-1,且在pH为6时,吸附效果较好.准二级动力学模型能很好地拟合孔雀绿的吸附动力学过程.颗粒污泥对孔雀绿的平衡吸附量随污泥浓度的升高而减小.研究表明,好氧颗粒污泥可作为经济、有效的生物吸附剂用于染料废水的处理. 展开更多

关键词 序批式间歇反应器 好氧颗粒污泥 生物吸附 孔雀绿 等温吸附 吸附动力学

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动态法研究酚类在活性炭上的竞争吸附 被引量：4

7

作者 杨骏 陈诵英 彭少逸 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 1996年第3期221-227,共7页

本文先研究了两种煤质活性炭对不同浓度苯酚和对氯代苯酚单组分溶液的吸附,应用固定床吸附动力学模型、非线性回归固定床吸附流出曲线数据,获得了酚类在活性炭上的扩散传质系数.结果发现,酚类的表面扩散系数D_s强烈地依赖于入口酚的浓度... 本文先研究了两种煤质活性炭对不同浓度苯酚和对氯代苯酚单组分溶液的吸附,应用固定床吸附动力学模型、非线性回归固定床吸附流出曲线数据,获得了酚类在活性炭上的扩散传质系数.结果发现,酚类的表面扩散系数D_s强烈地依赖于入口酚的浓度,随着酚浓度的升高,表面扩散系数增大.随后,研究了苯酚+氯代苯酚双组分体系在活性炭上的竞争吸附,以及各种操作条件如入口浓度、流速和吸附柱柱长等对固定床吸附流出曲线的影响.实验结果表明,苯酚为弱吸附物种,氯代酚为强吸附物种,扩散速度快的苯酚先吸附在吸附剂上,但大部分会被后到达的强吸附氯代酚顶出,苯酚流出曲线出现顶出峰,操作条件影响峰的形状和大小. 展开更多

关键词 动态法 酚 活性炭 竞争吸附

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吸附反应器的动态特性──非瞬时竞争吸附的影响 被引量：3

8

作者 王涛 李成岳 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 1995年第4期364-369,共6页

针对可逆催化反应ＡＢ＋Ｃ、各组分非瞬时Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附的情况，研究了固定床吸附反应器的动态特性，着重分析多组分非瞬时竞争吸附的影响。对反应物阶跃输入时，吸附反应器的出口浓度响应进行了模拟分析。模拟结果预示，在一定... 针对可逆催化反应ＡＢ＋Ｃ、各组分非瞬时Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附的情况，研究了固定床吸附反应器的动态特性，着重分析多组分非瞬时竞争吸附的影响。对反应物阶跃输入时，吸附反应器的出口浓度响应进行了模拟分析。模拟结果预示，在一定的参数条件下，动态操作的吸附反应器有较高的反应转化率、高的产物和反应物分离度、而且产物Ｂ和Ｃ之间也能同时得到高度分离。另外，给出了Ｂ和Ｃ分离的条件及定性评价其分离程度的判据。 展开更多

关键词 吸附反应器 动态特性 非瞬时吸附

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钯银合金膜反应器中二甲醚水蒸汽重整体系的透氢性能研究 被引量：6

9

作者 冯冬梅 王圆媛 +1 位作者 王德峥 王金福 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期58-63,共6页

二甲醚（DME）由于其清洁环保特性成为燃料电池电动汽车的理想氢源之一。在200-300℃温度范围，1．0×4．0×10^5Pa的压力范围内，Pd-Ag-Au-Ni合金膜对H2与Ar和N2的分离系数接近无穷大，同时，膜具有较好的透氢稳定性。通过实... 二甲醚（DME）由于其清洁环保特性成为燃料电池电动汽车的理想氢源之一。在200-300℃温度范围，1．0×4．0×10^5Pa的压力范围内，Pd-Ag-Au-Ni合金膜对H2与Ar和N2的分离系数接近无穷大，同时，膜具有较好的透氢稳定性。通过实验研究了膜反应器中Ar、N2、CO、CO2、H2O和DME等气体存在时对钯银合金膜透氢性能的影响。实验结果表明，Ar、N2、DME基本对透氢性能无影响，CO2、CO、H2O存在时，会影响氢气的渗透性。三者当中，CO2的影响最小，混合气中H2O比CO对透氢性能的影响大，这是由于H2O在钯膜表面有更大的竞争吸附作用。本研究结果为更详细地研究二甲醚水蒸气重整制氨过程提供了重要参考依据。 展开更多

关键词 氢能 膜反应器 渗透性 竞争吸附 二甲醚

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吸附反应器动态特性的研究 被引量：2

10

作者 王涛 李成岳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第6期645-651,共7页

针对反应速率方程为γ_A=k_1c_A^m-k_2c_B^n的非瞬时可逆均相反应A(?)vB、液相反应或浓度很稀的气相反应和反应物A或产物B瞬时非线性Langmuir吸附的情况,研究了反应和吸附相结合的吸附反应器之动态特性.建立了平推流固定床吸附反应器的... 针对反应速率方程为γ_A=k_1c_A^m-k_2c_B^n的非瞬时可逆均相反应A(?)vB、液相反应或浓度很稀的气相反应和反应物A或产物B瞬时非线性Langmuir吸附的情况,研究了反应和吸附相结合的吸附反应器之动态特性.建立了平推流固定床吸附反应器的动态模型,通过数值解法获得了反应物阶跃和方波输入时,吸附反应器出口的动态响应曲线.研究结果表明,吸附反应器无需附加净化步骤就能获得高纯度的产物;吸附反应物时,反应转化率降低,吸附产物时,反应转化率提高.并讨论了吸附平衡常数和反应速率常数对吸附反应器性能的影响. 展开更多

关键词 吸附反应器 动态特性 平推流模型

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压力驱动条件下页岩微纳米孔隙CO_(2)/CH_(4)竞争吸附特性 被引量：7

11

作者 邓佳 张奇 +3 位作者 王栋 刘今子 高丽 董丽娜 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2021年第5期109-116,I0008,共9页

流动状态下的CO_(2)/CH_(4)竞争吸附特性对高效开采页岩气具有重要作用。引入吸附选择性系数和置换效率,建立石墨烯微纳米孔隙模型,采用非平衡分子动力学方法,在压力驱动条件下,模拟微纳米孔隙中注入压力、温度及压差对CO_(2)/CH_(4)二... 流动状态下的CO_(2)/CH_(4)竞争吸附特性对高效开采页岩气具有重要作用。引入吸附选择性系数和置换效率,建立石墨烯微纳米孔隙模型,采用非平衡分子动力学方法,在压力驱动条件下,模拟微纳米孔隙中注入压力、温度及压差对CO_(2)/CH_(4)二元混合物竞争吸附行为的影响。结果表明:CO_(2)吸附能力强于CH_(4),流动状态下吸附选择性系数和置换效率与注入压力呈正比,与温度呈反比;流动状态下的CO_(2)/CH_(4)的吸附选择性较无流动时的低。该结果为研究页岩储层中CO_(2)/CH_(4)竞争吸附机理提供依据。 展开更多

关键词 页岩 微纳米孔隙 压力驱动 CO_(2)/CH_(4)竞争吸附 吸附选择性系数 置换效率 非平衡分子动力学

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轻烃类VOCs在活性炭上的动态吸附行为 被引量：8

12

作者 张晓露 鞠峰 +2 位作者 栾辉 修光利 凌昊 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期437-444,共8页

采用BET,XRD,FTIR技术对两类椰壳活性炭进行了表征,考察了空速和吸附温度对正戊烷和正己烷动态吸附穿透容量(DPC)及穿透时间的影响,并对正戊烷和正己烷的二元竞争吸附过程进行了研究。结果表明:两类活性炭材料的组成和官能团结构相似,... 采用BET,XRD,FTIR技术对两类椰壳活性炭进行了表征,考察了空速和吸附温度对正戊烷和正己烷动态吸附穿透容量(DPC)及穿透时间的影响,并对正戊烷和正己烷的二元竞争吸附过程进行了研究。结果表明:两类活性炭材料的组成和官能团结构相似,具有大量微孔的片状活性炭(FAC)有利于轻烃类VOCs的吸附;采用FAC吸附正己烷时,DPC对空速和温度变化不敏感;二元竞争吸附过程中,开始阶段正戊烷和正己烷同时被吸附,随后已被吸附的正戊烷被强吸附质正己烷部分置换,直至正己烷吸附饱和,与一元吸附相比,正己烷的DPC和饱和吸附容量略有增加,正戊烷的DPC和饱和吸附容量大幅降低。 展开更多

关键词 活性炭 挥发性有机物(VOCs) 动态吸附 竞争吸附 轻烃

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页岩储层原油赋存特征及CO_(2)-原油竞争吸附机制分子动力学 被引量：6

13

作者 王璐 张一帆 +4 位作者 刘逸盛 黄亮 邹瑞 孟展 雷浩 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期128-136,共9页

针对页岩油赋存状态特殊及CO_(2)提高采收率机制复杂等问题,依据Bakken页岩油藏原油组分及储层岩石成分,采用分子动力学方法建立原油组分及岩石壁面模型,模拟页岩储层原油赋存特征及CO_(2)-原油竞争吸附过程,分析不同原油组分的赋存特... 针对页岩油赋存状态特殊及CO_(2)提高采收率机制复杂等问题,依据Bakken页岩油藏原油组分及储层岩石成分,采用分子动力学方法建立原油组分及岩石壁面模型,模拟页岩储层原油赋存特征及CO_(2)-原油竞争吸附过程,分析不同原油组分的赋存特征以及原油组分、壁面润湿性、岩石成分对CO_(2)-原油竞争吸附的影响。结果表明:相对分子质量越小、分子结构越简单、分子间作用力越小,油膜浓度越高,分层越明显;分子间作用力对油分子运动能力起主导作用进而影响赋存特征;CO_(2)对油膜组分为n-C_(5)、n-C_(12)、n-C_(20)、吡啶、苯酚、丙硫醇的剥离程度分别为55.29%、23.05%、7.82%、31.36%、20.21%、35.32%;油湿壁面上CO_(2)对原油的剥离程度为30.50%,小于水湿壁面;不同壁面上的竞争吸附效果由好到坏依次为石英(55.29%)、高岭石(34.71%)、干酪根(26.60%);CO_(2)与纳米孔隙内页岩油作用过程分为3个阶段,CO_(2)溶解扩散、萃取原油阶段,CO_(2)与原油竞争吸附阶段,CO_(2)封存、油膜推离阶段。 展开更多

关键词 页岩油 二氧化碳 竞争吸附 赋存特征 分子动力学

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氧化石墨烯吸附水体中酚类有机污染物的分子动力学模拟 被引量：11

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作者 赵超锋 金佳人 +2 位作者 霍英忠 孙陆 艾玥洁 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期277-283,I0001,I0002,共9页

研究采用分子动力学模拟(Molecular dynamics simulation,MD)的方法,以苯酚、α-萘酚和4-辛基酚为代表,研究了酚类有机污染物(Phenolic Organic Pollutants,POPs)在氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)上单独和竞争吸附过程。通过自由能计算... 研究采用分子动力学模拟(Molecular dynamics simulation,MD)的方法,以苯酚、α-萘酚和4-辛基酚为代表,研究了酚类有机污染物(Phenolic Organic Pollutants,POPs)在氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)上单独和竞争吸附过程。通过自由能计算得到三种POPs在GO表面的吸附能分别为:4-辛基酚(41.34 kJ/mol)>α-萘酚(33.23 kJ/mol)>苯酚(19.31 kJ/mol)。吸附过程中的主要作用力为POPs的疏水作用,而分子团簇、范德华相互作用、静电相互作用以及氢键等在一定程度上增加了GO对POPs的吸附能力。在混合体系中,POPs之间存在明显的竞争吸附现象,吸附过程包含了直接吸附和形成分子团簇的间接性吸附两个过程。本研究结果为含POPs水体的治理以及GO材料的设计和筛选提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 酚类有机污染物 氧化石墨烯 竞争吸附 分子动力学模拟

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改性木质素基水凝胶的制备及其对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附研究 被引量：3

15

作者 张晓玉 张政 +1 位作者 徐奥 陈武 《化学与生物工程》 CAS 2023年第5期16-24,共9页

以木质素磺酸钠(LS-Na)为基础,通过接枝共聚反应引入阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),制备了改性木质素基水凝胶(MLH),利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其对模拟混合废水中Cr(Ⅵ)和... 以木质素磺酸钠(LS-Na)为基础,通过接枝共聚反应引入阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),制备了改性木质素基水凝胶(MLH),利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其对模拟混合废水中Cr(Ⅵ)和甲基橙的竞争吸附作用及影响因素,同时开展了吸附动力学和等温吸附模型研究。结果表明,在pH值为5、MLH投加量为0.10 g、初始浓度为200 mg·L^(-1)、温度为30℃的条件下,Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附量分别为54.14 mg·g^(-1)和42.91 mg·g^(-1);MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,Cr(Ⅵ)和甲基橙在MLH表面存在竞争吸附,且Cr(Ⅵ)更具被吸附优势;模拟混合废水中无机盐离子的存在会抑制MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附;MLH具有较好的重复再生性能。 展开更多

关键词 木质素基水凝胶 竞争吸附 吸附性能 动力学 等温吸附模型

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质子交换膜反应器中乙醇缓解产物抑制的机制

16

作者 张少锋 刘释水 +3 位作者 金锐 王云晴 吴雪梅 贺高红 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-8,共8页

质子交换膜反应器反应条件温和、氢气传质阻力小,但产物抑制会导致产物积累和加氢性能下降,是一个具有挑战性的课题.本文采用分子动力学模拟从微观角度探究了模型反应马来酸加氢产生产物抑制的原因,提出乙醇缓解产物抑制的作用机制.通... 质子交换膜反应器反应条件温和、氢气传质阻力小,但产物抑制会导致产物积累和加氢性能下降,是一个具有挑战性的课题.本文采用分子动力学模拟从微观角度探究了模型反应马来酸加氢产生产物抑制的原因,提出乙醇缓解产物抑制的作用机制.通过分析非均相体系中相互作用能、吸附能和吸附形态学,发现产物琥珀酸弱的极性和电离能力及稍强的竞争吸附能力使得其倾向远离溶剂水而吸附在碳载体表面,是产物抑制的主要原因.而乙醇可以通过溶剂化作用和竞争吸附作用降低琥珀酸与碳载体亲和力并增强其与水的亲和力,添加1 mol/L乙醇时,琥珀酸在碳载体上吸附能降低了约1.0 kcal/mol,而与混合溶剂乙醇/水相互作用能增加了2.8 kcal/mol,这可以将琥珀酸从碳载体表面释放并进入溶液中,有效缓解产物抑制.乙醇缓解产物抑制的机制可以为竞争吸附剂的优选提供理论指导,进一步提高质子交换膜反应器的非均相加氢性能. 展开更多

关键词 质子交换膜反应器 产物抑制 溶剂化作用 竞争吸附 分子动力学模拟

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复合惰气在采空区遗煤中竞争吸附的分子动力学模拟研究 被引量：5

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作者 王宇恒 史波波 +2 位作者 赵鹏翔 翟小伟 白广余 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期82-88,共7页

为明确作用于采空区的复合惰气的竞争吸附,进行不同温度、压力及组分下烟煤对N_(2)、O_(2)、CO_(2)多元气体竞争吸附分子的模拟研究。研究结果表明:当注入压力达到3 MPa后,竞争吸附效果不再明显,为高压注入提供一定的理论基础;随着CO_(2... 为明确作用于采空区的复合惰气的竞争吸附,进行不同温度、压力及组分下烟煤对N_(2)、O_(2)、CO_(2)多元气体竞争吸附分子的模拟研究。研究结果表明:当注入压力达到3 MPa后,竞争吸附效果不再明显,为高压注入提供一定的理论基础;随着CO_(2)分压的增大,O_(2)吸附量降低速度逐渐平缓,初步确定最佳注入配比范围为2∶1至3∶1,为进一步结合实际工程中成本等因素确定最佳注入配比提供参考;等量吸附热受吸附条件的影响较小,仅与吸附质本身有关;随着CO_(2)分压的增大,范德华能升高56.9%,分子内能升高78.7%,静电能升高67.2%,CO_(2)对整个系统内的吸附作用强度及吸附量有着较大的影响;随着CO_(2)分压增大,N_(2)竞争吸附能力逐渐弱于O_(2),竞争吸附能力大小顺序为CO_(2)>O_(2)>N_(2)。 展开更多

关键词 烟煤 多元气体 竞争吸附 分子动力学 复合惰气

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