CN107202743A - 一种多样品静态吸附测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多样品静态吸附测试装置及其测试方法,属于静态吸附实验测试领域。本发明包括吸附槽1、压力表P等部件,设有四个死体积V1,V2,V2’,V2”,通过只关闭T1,抽真空至P0,确定吸附槽a的空气残余量n;打开T2,调节T1至压力P1;关闭T1、T2,打开T3,V3开始吸附;吸附达到平衡时,V2、V3中的吸附平衡压力为P2。关闭T3,此时压力表读数P3,打开T2,压力表读数P4,计算得V1、V2吸附平衡压力P2,可求得吸附量N。吸附槽b、c操作步骤同上,可分别其吸附量。本发明大大节约了吸附测试时间,提高了测试效率;缩小了吸附体积,在压力表精度下最大限度的提高吸附装置的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种多样品静态吸附测试装置及其测试方法,属于静态吸附实验测试领域。
背景技术
近年来,随着吸附剂、催化剂、电池材料、复合材料和粉末金属等各种吸附材料在各行业的大量应用,对材料的表面、界面物性测试越来越普遍,其中吸附量是反映材料特性的重要参数,通过测定吸附量可以获得材料的吸附等温线、吸附速率、孔扩散系数以及质量转移系数等多个参数。
吸附量是指单位质量吸附剂或吸附剂单位表面积上的吸附质质量(或物质的量),是反映材料吸附性能的主要参数。吸附量分为静态吸附量(平衡吸附量)和动态吸附量两类,静态吸附量是指当吸附剂与气体达到充分平衡后,单位吸附剂吸附气体的数量。对于气相吸附,静态吸附量的测定方法有容量法和重量法。
通常,用于化学或物理吸附速度测定较精确的方法是静态容量法。常见的静态容量法有两类:一类是通过恒温、恒压下测量吸附质体积的变化;一类是通过恒温、恒容下测量吸附质压力的变化度量吸附速度。常见的静态容量法测定装置结构差异较大,大量吸附数据需人工测定,精度不高且更易产生计算错误,此外,每次只能测出一个数据,测试耗费的时间过长,效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多样品静态吸附测试装置及其测试方法,该装置使用一个压力表实现多个吸附剂样品的同时测试,大大节省了实验时间,提高了测试的效率,克服静态吸附测试装置吸附时间过长,测试效率较低,测试过程中室温波动导致计算不够精确的不足。
本发明采用的技术方案是:一种多样品静态吸附测试装置,包括吸附槽1、压力表P、真空泵2、调节阀T1、球阀T2、球阀T2’、球阀T2”、球阀T3、球阀T3’、球阀T3”、球阀T4,吸附槽1包括吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c,压力表P通过管道分别连接调节阀T1一端、球阀T2的一端、球阀T2’的一端、球阀T2”的一端、球阀T4的一端,调节阀T1的另一端通过进气管道连接供气装置,球阀T2的另一端通过管道连接球阀T3,球阀T3的另一端通过管道连接吸附槽a,球阀T2’的另一端通过管道连接球阀T3’,球阀T3’的另一端通过管道连接吸附槽b,球阀T2”的另一端通过管道连接球阀T3”,球阀T3”的另一端通过管道连接吸附槽c,球阀T4的另一端通过管道连接真空泵2,球阀T2、球阀T2’、球阀T2”并排放置,球阀T3、球阀T3’、球阀T3”并排放置,吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c可添加吸附剂7。
优选地,所述的压力表P通过第一四通阀分别连接调节阀T1一端、第二四通阀的一端、球阀T4的一端,第二四通阀的另三端分别连接球阀T2的一端、球阀T2’的一端、球阀T2”的一端。
优选地,所述的管道为铜管或不锈钢管。
优选地,所述的压力表P的量程为-0.1~0.5mpa,精度为0.4或0.25级。
优选地,所述的吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c的连接结构相同,上端通过卡套直通接头5与内外螺纹管变径接头3的一端连接,下端通过堵头6密封,内外螺纹管变径接头3的另一端通过管道与对应的球阀连接,卡套直通接头5与内外螺纹管变径接头3的连接处设有吸附剂添加口4,通过吸附剂添加口4向吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c中添加吸附剂7。
所述的一种多样品静态吸附测试装置的控制方法,所述的调节阀T1、球阀T2、球阀T2’、球阀T2”、球阀T4所包围的体积为V1;球阀T2与球阀T3之间的体积为V2;球阀T2’与球阀T3’之间的体积为V2’;球阀T2”与球阀T3”之间的体积为V2”;球阀T3以下的总的体积为V3;球阀T3 ’以下的总的体积为V3’;球阀T3”以下的总的体积为V3”,V1、V2、V2’、V2”、V3、V3’、V3”的值通过计算得出,所述的控制方法包括如下步骤:
1)关闭T1,打开其余的所有阀,抽真空至P0;
2)关闭T3、T3’、T3”、T4,打开T1,放气后关闭T1,打开T4,抽真空,循环若干次,将T3、T3’、T3”之上所有管道中抽真空所残留的所有空气置换完全,最后关闭所有阀,此时,吸附槽a中的空气残余量为:n=P0×V3/RT,吸附槽b中的空气残余量为:n=P0×V3’/RT,吸附槽c中的空气残余量为:n=P0×V3”/RT,其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
3)打开T2,调节T1放气至压力为P1,P1为通过调节阀T1放入的气体在体积V1+V2中的压力,关闭T1、T2,打开T3,吸附槽a中的吸附剂开始吸附;
4)打开T2’,调节T1放气至压力为P1’,P1’为通过调节阀T1放入的气体在体积V1+V2’中的压力,关闭T1、T2’,打开T3’,吸附槽b中的吸附剂开始吸附;
5)打开T2”,调节T1放气至压力为P1”,P1”为指通过阀门T1放入的气体在体积V1+V2”中的压力),关闭T1、T2”,打开T3”,吸附槽c中的吸附剂开始吸附;
6)计算吸附槽a的吸附量:吸附槽a的吸附达到平衡时,设V2、V3中的吸附平衡压力为P2,关闭T3,打开T2,打开T2之前压力表读数P3,打开T2后压力表读数P4;
求得吸附槽a中的吸附平衡压力:P2=[P4×(V1+V2)-P3×V1]/V2,
由吸附前的V2中的压力P1,以及吸附后的平衡压力P2,求得吸附球a的吸附量:N=[P1×V2/RT]-[P2×(V2+V3)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
7)计算吸附槽b的吸附量:当吸附槽b中的吸附达到平衡时,设V2’、V3’中的吸附平衡压力为P2’,关闭T3’,打开T2’,打开T2’之前压力表读数P3’,其中P3’=P4,打开T2’后压力表读数P4’:
P2’=[P4’×(V1+V2’)-P3’×V1]/V2’,
吸附槽b的吸附量为:N=[P1’×V2’/RT]-[P2’×(V2’+V3’)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
8)计算吸附槽c的吸附量:当吸附槽c中的吸附达到平衡时,设V2”、V3”中的吸附平衡压力为P2”,关闭T3”,打开T2”,打开T2”之前压力表读数P3”,其中P3”=P4’,打开T2”后压力表读数P4”,
P2”=[P4”×(V1+V2”)-P3”×V1]/V2”,
吸附槽c的吸附量为:N=[P1”×V2”/RT]-[P2”×(V2”+V3”)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
9)循环第②步到第⑧步,测得吸附等温线上不同压力的吸附量,绘制出吸附等温线。
吸附量是关于P,T的函数,即n=f(P,T),每一点是指放入不同压力的气体,所测得该压力下对应的吸附量的值,从而将相同温度下,不同压力所对应的吸附量绘制成曲线,形成吸附等温线。不同的压力下的吸附量的计算可通过循环2)到8)的过程来实现。
具体地,所述的V1、V2、V3的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3,打开吸附槽a上方的堵头6,向吸附槽a与球阀T3之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3;
步骤2:打开球阀T3,关闭球阀T2,打开吸附槽a上方的堵头6,向吸附槽a与球阀T2之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2+V3的值,根据上一步测得的V3计算得出V2;
步骤3:将装置放正,关闭调节阀T1,其余阀门均打开,开启真空泵2抽真空后,关闭其余所有阀门,然后打开调节阀T1放入气体,当压力表P读数有变化时关闭调节阀T1,读取压力表读数P,之后打开球阀T2,当压力表P读数再次有变化时读取压力表读数P’,根据P V1=P’(V1+V2),计算得出V1。
具体地,所述的V2’、V3’的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3’,打开吸附槽b上方的堵头6,向吸附槽b与球阀T3’之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3’;
步骤2:打开球阀T3’,关闭球阀T2’,打开吸附槽b上方的堵头6,向吸附槽b与球阀T2’之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2’+V3’的值,根据上一步测得的V3’计算得出V2’。
具体地,所述的V2”、V3”的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3”,打开吸附槽c上方的堵头6,向吸附槽c与球阀T3”之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3”;
步骤2:打开球阀T3”,关闭球阀T2”,打开吸附槽c上方的堵头6,向吸附槽c与球阀T2”之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2”+V3”的值,根据上一步测得的V3”计算得出V2”。
本发明的工作过程是:原理图如图1所示,是由压力表P,真空泵2,吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c,V1、V2、V3、V2’、V3’、V2”、V3”七个体积系统是由每个体积系统所对应的阀门T组成,其中V1:阀T1、T2、T2’、T2”、T4所包围的体积;V2:T2-T3之间的体积;V2’:T2’-T3’之间的体积;V2”:T2”-T3”之间的体积;V3:T3与吸附槽a之间体积;V3’:T3’与吸附槽b之间的体积;V3”:T3”与吸附槽c之间的体积。吸附槽a、b、c可分别放置三种吸附剂,对本装置充入实验所需要的气体,通过各体积系统中所属阀门的开、闭控制,用压力表测定吸附槽吸附前后的压力值,最终通过计算可得出每种吸附剂去除实验气体的吸附量。
本发明的有益效果是:本发明实现了使用一个压力表对多个吸附剂样品的同时测试,大大节约了测试时间,提高了测试效率;本发明中设有两个死体积,可实现多个吸附剂样品的吸附量测试,更加便利地计算出各吸附过程中的吸附平衡压力。此外,该装置缩小了吸附体积,在压力表精度下最大限度的提高吸附装置的精确度。
附图说明
图1是本装置设计原理图;
图2为本装置中吸附槽设计图。
图中各标号为:1—吸附槽,2—真空泵,3—内外螺纹管变径接头,4—吸附剂添加口,5—卡套直通接头,6—堵头,7—吸附剂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1、2所示,一种多样品静态吸附测试装置,包括吸附槽1、压力表P、真空泵2、调节阀T1、球阀T2、球阀T2’、球阀T2”、球阀T3、球阀T3’、球阀T3”、球阀T4,吸附槽1包括吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c,压力表P通过管道分别连接调节阀T1一端、球阀T2的一端、球阀T2’的一端、球阀T2”的一端、球阀T4的一端,调节阀T1的另一端通过进气管道连接供气装置,球阀T2的另一端通过管道连接球阀T3,球阀T3的另一端通过管道连接吸附槽a,球阀T2’的另一端通过管道连接球阀T3’,球阀T3’的另一端通过管道连接吸附槽b,球阀T2”的另一端通过管道连接球阀T3”,球阀T3”的另一端通过管道连接吸附槽c,球阀T4的另一端通过管道连接真空泵2,球阀T2、球阀T2’、球阀T2”并排放置,球阀T3、球阀T3’、球阀T3”并排放置,吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c可添加吸附剂7。
所述的压力表P通过第一四通阀分别连接调节阀T1一端、第二四通阀的一端、球阀T4的一端,第二四通阀的另三端分别连接球阀T2的一端、球阀T2’的一端、球阀T2”的一端。
所述的管道为外径6mm、内径4mm的铜管或不锈钢管,长度约2m,可做较高压力下的吸附测试,可将进气口接于钢瓶,提供一定压力气源[<0.5mpa]。
所述的压力表P的量程为-0.1~0.5mpa,精度为0.4或0.25级。
如图2所示,所述的吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c的连接结构相同,上端通过卡套直通接头5与内外螺纹管变径接头3的一端连接,下端通过堵头6密封,内外螺纹管变径接头3的另一端通过管道与对应的球阀连接,卡套直通接头5与内外螺纹管变径接头3的连接处设有吸附剂添加口4,通过吸附剂添加口4向吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c中添加吸附剂7。吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c与其他部件的连接通过由几个卡套接头构成,方便拆卸,便于使用过程中拆卸、清洗,以及吸附剂的装入、取出。
所述的一种多样品静态吸附测试装置的控制方法,所述的调节阀T1、球阀T2、球阀T2’、球阀T2”、球阀T4所包围的体积为V1;球阀T2与球阀T3之间的体积为V2;球阀T2’与球阀T3’之间的体积为V2’;球阀T2”与球阀T3”之间的体积为V2”;球阀T3以下的总的体积(即T3与吸附槽a之间的体积)为V3;球阀T3’以下的总的体积(即T3’与吸附槽b之间的体积)为V3’;球阀T3”以下的总的体积(即球阀T3”与吸附槽c之间的体积)为V3”,V1、V2、V2’、V2”、V3、V3’、V3”的值通过计算得出,所述的控制方法包括如下步骤:
1)关闭T1,打开其余的所有阀,抽真空至P0;
2)关闭T3、T3’、T3”、T4,打开T1,放气后关闭T1,打开T4,抽真空,循环若干次,将T3、T3’、T3”之上所有管道中抽真空所残留的所有空气置换完全,最后关闭所有阀,此时,吸附槽a中的空气残余量为:n=P0×V3/RT,吸附槽b中的空气残余量为:n=P0×V3’/RT,吸附槽c中的空气残余量为:n=P0×V3”/RT,其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
3)打开T2,调节T1放气至压力为P1,P1为通过调节阀T1放入的气体在体积V1+V2中的压力,关闭T1、T2,打开T3,吸附槽a中的吸附剂开始吸附;
4)打开T2’,调节T1放气至压力为P1’,P1’为通过调节阀T1放入的气体在体积V1+V2’中的压力,关闭T1、T2’,打开T3’,吸附槽b中的吸附剂开始吸附;
5)打开T2”,调节T1放气至压力为P1”,P1”为指通过阀门T1放入的气体在体积V1+V2”中的压力),关闭T1、T2”,打开T3”,吸附槽c中的吸附剂开始吸附;
6)计算吸附槽a的吸附量:吸附槽a的吸附达到平衡时,设V2、V3中的吸附平衡压力为P2,关闭T3,打开T2,打开T2之前压力表读数P3,打开T2后压力表读数P4;
求得吸附槽a中的吸附平衡压力:P2=[P4×(V1+V2)-P3×V1]/V2,
由吸附前的V2中的压力P1,以及吸附后的平衡压力P2,求得吸附球a的吸附量:N=[P1×V2/RT]-[P2×(V2+V3)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
7)计算吸附槽b的吸附量:当吸附槽b中的吸附达到平衡时,设V2’、V3’中的吸附平衡压力为P2’,关闭T3’,打开T2’,打开T2’之前压力表读数P3’,其中P3’=P4,打开T2’后压力表读数P4’:
P2’=[P4’×(V1+V2’)-P3’×V1]/V2’,
吸附槽b的吸附量为:N=[P1’×V2’/RT]-[P2’×(V2’+V3’)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
8)计算吸附槽c的吸附量:当吸附槽c中的吸附达到平衡时,设V2”、V3”中的吸附平衡压力为P2”,关闭T3”,打开T2”,打开T2”之前压力表读数P3”,其中P3”=P4’,打开T2”后压力表读数P4”,
P2”=[P4”×(V1+V2”)-P3”×V1]/V2”,
吸附槽c的吸附量为:N=[P1”×V2”/RT]-[P2”×(V2”+V3”)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
9)循环第②步到第⑧步,测得吸附等温线上不同压力的吸附量,绘制出吸附等温线。
吸附量是关于P,T的函数,即n=f(P,T),每一点是指放入不同压力的气体,所测得该压力下对应的吸附量的值,从而将相同温度下,不同压力所对应的吸附量绘制成曲线,形成吸附等温线。不同的压力下的吸附量的计算可通过循环2)到8)的过程来实现。
具体地,所述的V1、V2、V3的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3,打开吸附槽a上方的堵头6,向吸附槽a与球阀T3之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3;
步骤2:打开球阀T3,关闭球阀T2,打开吸附槽a上方的堵头6,向吸附槽a与球阀T2之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2+V3的值,根据上一步测得的V3计算得出V2;
步骤3:将装置放正,关闭调节阀T1,其余阀门均打开,开启真空泵2抽真空后,关闭其余所有阀门,然后打开调节阀T1放入气体,当压力表P读数有变化时关闭调节阀T1,读取压力表读数P,之后打开球阀T2,当压力表P读数再次有变化时读取压力表读数P’,根据P V1=P’(V1+V2),计算得出V1。
具体地,所述的V2’、V3’的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3’,打开吸附槽b上方的堵头6,向吸附槽b与球阀T3’之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3’;
步骤2:打开球阀T3’,关闭球阀T2’,打开吸附槽b上方的堵头6,向吸附槽b与球阀T2’之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2’+V3’的值,根据上一步测得的V3’计算得出V2’。
具体地,所述的V2”、V3”的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3”,打开吸附槽c上方的堵头6,向吸附槽c与球阀T3”之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3”;
步骤2:打开球阀T3”,关闭球阀T2”,打开吸附槽c上方的堵头6,向吸附槽c与球阀T2”之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2”+V3”的值,根据上一步测得的V3”计算得出V2”。
一条吸附支路系统中除了吸附体积外的体积,为死体积,本发明中包含了3条吸附支路系统,共包含四个死体积:V1,V2,V2’,V2”,可实现多个吸附剂样品的吸附量测试,更加便利地计算出各吸附过程中的吸附平衡压力。
本发明中死体积V1越小越好;V2接近V3;V2’接近V3’;V2”接近V3”。为控制吸附槽的吸附温度,可根据控温装置(水浴锅)的实际大小调节吸附槽与吸附槽之间的距离。
本发明的整个吸附装置宽度控制在20cm以内,高度控制在15cm内,便于将整个管路(除压力表)至于水浴锅之中。整个管路采用不锈钢材质,可做较高压力下的吸附测试,可将进气口接于钢瓶,提供一定压力气源[<0.5mpa],使管路内的气体温度一致,便于精确地计算管路中气体的量的变化。本发明的整个管路采用活动、可拆卸的卡套连接,便于定期的清洗、干燥。进气口的阀采用调节阀T1,便于均匀控制等温线之间每一个点的间距。
本发明吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c的体积控制在15ml以内;本装置通过对吸附槽的体积的缩小,可以提高测量精度。由PV=nRT可得,P=nRT/V,相同的吸附量n,体积V越小,其压力P变化越大,从而使得压力表的测量读数误差在获得压力变化较大的范围所占的比例较小,在压力表精度有限的情况下最大限度的提高吸附装置的测量精度提高。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化,比如可以更换各个零件的材料。
Claims (9)
1.一种多样品静态吸附测试装置,其特征在于:包括吸附槽(1)、压力表P、真空泵(2)、调节阀T1、球阀T2、球阀T2’、球阀T2”、球阀T3、球阀T3’、球阀T3”、球阀T4,吸附槽(1)包括吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c,压力表P通过管道分别连接调节阀T1一端、球阀T2的一端、球阀T2’的一端、球阀T2”的一端、球阀T4的一端,调节阀T1的另一端通过进气管道连接供气装置,球阀T2的另一端通过管道连接球阀T3,球阀T3的另一端通过管道连接吸附槽a,球阀T2’的另一端通过管道连接球阀T3’,球阀T3’的另一端通过管道连接吸附槽b,球阀T2”的另一端通过管道连接球阀T3”,球阀T3”的另一端通过管道连接吸附槽c,球阀T4的另一端通过管道连接真空泵(2),球阀T2、球阀T2’、球阀T2”并排放置,球阀T3、球阀T3’、球阀T3”并排放置,吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c可添加吸附剂(7)。
2.根据权利要求1所述的一种多样品静态吸附测试装置,其特征在于:所述的压力表P通过第一四通阀分别连接调节阀T1一端、第二四通阀的一端、球阀T4的一端,第二四通阀的另三端分别连接球阀T2的一端、球阀T2’的一端、球阀T2”的一端。
3.根据权利要求1或2所述的一种多样品静态吸附测试装置,其特征在于:所述的管道为铜管或不锈钢管。
4.根据权利要求1或2所述的一种多样品静态吸附测试装置,其特征在于:所述的压力表P的量程为-0.1~0.5mpa,精度为0.4或0.25级。
5.根据权利要求1或2所述的一种多样品静态吸附测试装置,其特征在于:所述的吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c的连接结构相同,上端通过卡套直通接头(5)与内外螺纹管变径接头(3)的一端连接,下端通过堵头(6)密封,内外螺纹管变径接头(3)的另一端通过管道与对应的球阀连接,卡套直通接头(5)与内外螺纹管变径接头(3)的连接处设有吸附剂添加口(4),通过吸附剂添加口(4)向吸附槽a、吸附槽b、吸附槽c中添加吸附剂(7)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种多样品静态吸附测试装置的控制方法,其特征在于:所述的调节阀T1、球阀T2、球阀T2’、球阀T2”、球阀T4所包围的体积为V1;球阀T2与球阀T3之间的体积为V2;球阀T2’与球阀T3’之间的体积为V2’;球阀T2”与球阀T3”之间的体积为V2”;球阀T3以下的总的体积为V3;球阀T3’以下的总的体积为V3’;球阀T3”以下的总的体积为V3”,V1、V2、V2’、V2”、V3、V3’、V3”的值通过计算得出,所述的控制方法包括如下步骤:
1)关闭T1,打开其余的所有阀,抽真空至P0;
2)关闭T3、T3’、T3”、T4,打开T1,放气后关闭T1,打开T4,抽真空,循环若干次,将T3、T3’、T3”之上所有管道中抽真空所残留的所有空气置换完全,最后关闭所有阀,此时,吸附槽a中的空气残余量为:n=P0×V3/RT,吸附槽b中的空气残余量为:n=P0×V3’/RT,吸附槽c中的空气残余量为:n=P0×V3”/RT,其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
3)打开T2,调节T1放气至压力为P1,P1为通过调节阀T1放入的气体在体积V1+V2中的压力,关闭T1、T2,打开T3,吸附槽a中的吸附剂开始吸附;
4)打开T2’,调节T1放气至压力为P1’,P1’为通过调节阀T1放入的气体在体积V1+V2’中的压力,关闭T1、T2’,打开T3’,吸附槽b中的吸附剂开始吸附;
5)打开T2”,调节T1放气至压力为P1”,P1”为指通过阀门T1放入的气体在体积V1+V2”中的压力,关闭T1、T2”,打开T3”,吸附槽c中的吸附剂开始吸附;
6)计算吸附槽a的吸附量:吸附槽a的吸附达到平衡时,设V2、V3中的吸附平衡压力为P2,关闭T3,打开T2之前压力表读数P3,打开T2后压力表读数P4;
求得吸附槽a中的吸附平衡压力:P2=[P4×(V1+V2)-P3×V1]/V2,
由吸附前的V2中的压力P1,以及吸附后的平衡压力P2,求得吸附球a的吸附量:N=[P1×V2/RT]-[P2×(V2+V3)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
7)计算吸附槽b的吸附量:当吸附槽b中的吸附达到平衡时,设V2’、V3’中的吸附平衡压力为P2’,关闭T3’,打开T2’,打开T2’之前压力表读数P3’,其中P3’=P4,打开T2’后压力表读数P4’:
P2’=[P4’×(V1+V2’)-P3’×V1]/V2’,
吸附槽b的吸附量为:N=[P1’×V2’/RT]-[P2’×(V2’+V3’)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
8)计算吸附槽c的吸附量:当吸附槽c中的吸附达到平衡时,设V2”、V3”中的吸附平衡压力为P2”,关闭T3”,打开T2”,打开T2”之前压力表读数P3”,其中P3”=P4’,打开T2”后压力表读数P4”,
P2”=[P4”×(V1+V2”)-P3”×V1]/V2”,
吸附槽c的吸附量为:N=[P1”×V2”/RT]-[P2”×(V2”+V3”)/RT],其中R是理想气体常数,T是气体的热力学温度;
9)循环第②步到第⑧步,测得吸附等温线上不同压力的吸附量,绘制出吸附等温线。
7.根据权利要求6所述的一种多样品静态吸附测试装置的控制方法,其特征在于:所述的V1、V2、V3的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3,打开吸附槽a上方的堵头6,向吸附槽a与球阀T3之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3;
步骤2:打开球阀T3,关闭球阀T2,打开吸附槽a上方的堵头6,向吸附槽a与球阀T2之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2+V3的值,根据上一步测得的V3计算得出V2;
步骤3:将装置放正,关闭调节阀T1,其余阀门均打开,开启真空泵2抽真空后,关闭其余所有阀门,然后打开调节阀T1放入气体,当压力表P读数有变化时关闭调节阀T1,读取压力表读数P,之后打开球阀T2,当压力表P读数再次有变化时读取压力表读数P’,根据P V1=P’(V1+V2),计算得出V1。
8.根据权利要求6所述的一种多样品静态吸附测试装置的控制方法,其特征在于:所述的V2’、V3’的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3’,打开吸附槽b上方的堵头6,向吸附槽b与球阀T3’之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3’;
步骤2:打开球阀T3’,关闭球阀T2’,打开吸附槽b上方的堵头6,向吸附槽b与球阀T2’之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2’+V3’的值,根据上一步测得的V3’计算得出V2’。
9.根据权利要求6所述的一种多样品静态吸附测试装置的控制方法,其特征在于:所述的V2”、V3”的测量方法为:
步骤1:将整个装置倒置,关闭球阀T3”,打开吸附槽c上方的堵头6,向吸附槽c与球阀T3”之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V3”;
步骤2:打开球阀T3”,关闭球阀T2”,打开吸附槽c上方的堵头6,向吸附槽c与球阀T2”之间灌满乙醇,通过测量此时灌入乙醇的体积获得V2”+V3”的值,根据上一步测得的V3”计算得出V2”。
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