Сканираща електронна микроскопия (SEM) изображения на получените от торф AC-4 (a) и AC-6 (b) адсорбенти. Мащабната лента е 40 µm.

наноматериали

Модели на рентгенова дифракция (XRD) за активираните въглища, получени от торф: AC-4 и AC-6. Пунктирани линии показват първичните отражения на графит и кварц.

Графикът на log-log на интензивността на разсейване спрямо вектора на разсейване q за получените при различно време на активиране на парата активирани въглища, получени от торф.

Зависимости на адсорбцията на метан в AC-4 (a) и AC-6 (b) от налягане при температури, K: 178 (1), 216 (2), 243 (3), 273.15 (4), 300 (5), 320 (6), 340 (7); 360 (8). Експерименталните данни са показани със символи, а редовете са приближение на експерименталните данни чрез уравнение (3).

Изостерите на адсорбция на метан в AC-4 (a) и AC-6 (b) при стойностите на адсорбцията на метан, mmol/g: 0,1 (1); 0,5 (2); 1,0 (3); 2,0 (4); 3.0 (5); 4.0 (6); 5,0 (7); 6,0 (8); 7,0 (9); 8,0 (10); 9,0 (11); 9,5 (12). Символите маркират експерименталните данни, а плътните прави линии показват приближение на линейната функция. Удебелената пунктирана линия показва ln P s, където P s е налягането на наситените пари; пунктираните линии показват критичното налягане и температура на метана.

Диференциалната моларна изостерна топлина на адсорбция спрямо стойността на адсорбцията на метан в AC-4 (a) и AC-6 (b) при температури, K: 178 (1), 216 (2), 243 (3), 273.15 (4 ), 300 (5), 320 (6), 340 (7), 360 (8). Символите показват експериментални данни; плътни криви са резултатите от апроксимацията по уравнение (6). Лентата за грешка е 10%.

Диференциалната моларна ентропия на адсорбционните системи за метан-АС-4 (а) и метан-АС-6 (б) спрямо стойностите на адсорбцията на метан при температури, K: 178,00 (1), 216,00 (2), 243,00 (3), 273,15 (4), 300,00 (5), 320,00 (6), 340,00 (7) и 360,00 (8). Символите показват експерименталните данни; плътни линии са изглаждащите сплайн криви. Лентата за грешка е 10%.

Зависимост на диференциалната моларна изостерична енталпия на адсорбционните системи за метан-АС-4 (а) и метан-АС-6 (б) от стойността на адсорбцията при температури, К: 178,00 (1), 216,00 (2), 243,00 ( 3), 273,15 (4), 300,00 (5), 320,00 (6), 340,00 (7) и 360,00 (8). Символите показват експерименталните данни; плътни линии са изглаждащите сплайн криви.

Температурна зависимост на диференциалната моларна енталпия на адсорбционните системи за метан-АС-4 (а) и метан-АС-6 (б) при стойностите на адсорбция а, mmol/g: 0,1 (1), 0,3 (2), 0,6 (3), 1 (4), 1.5 (5), 2 (6), 3 (7), 4 (8), 5 (9), 6 (10), 7 (11), 7.8 (12), 8.3 (13), 8,8 (14) (а) и 0,1 (1), 0,6 (2), 1 (3), 1,5 (4), 2 (5), 3 (6), 4 (7), 5 (8 ), 6 (9), 7 (10), 8 (11), 8,5 (12), 9 (13), 9,5 (14), 10,5 (15), 11 (16) (б).

Температурни зависимости на диференциалните моларни изостерични топлинни мощности на адсорбционните системи за метан-АС-4 (а) и метан-АС-6 (б) и газовата фаза (номериране с ход) при стойностите на адсорбцията на метан, mmol/g: 0,1 (1), 0,3 (2), 1,0 (3), 2,0 (4), 4,0 (5), 6,0 (6), 7,0 (7), 7,8 (8), 8,3 (9). Лентата за грешка е 30%.

Резюме

8 mmol/g, изостеричният топлинен капацитет на системата метан-AC-4 е надвишен с

45%, оценени за системата метан-АС-6. По-високият обем на микропорите и структурната хетерогенност на по-активирания АС-6 в сравнение с АС-4 определят неговите отлични адсорбционни характеристики на метан.

1. Въведение

2. Материали и методи

2.1. Адсорбент

2.2. Адсорбционен

2.3. Методи

3. Резултати и дискусия

3.1. Структура и характеристика на морфологията

0,39 в сравнение с AC-4 (O/C = 0,14).

3.2. Адсорбция на метан върху въглеродни адсорбенти, получени от торф

3.3. Изчисляване на термодинамичните функции на адсорбционните системи

3.3.1. Диференциална моларна изостерична топлина на адсорбция

2–3%) и може да се игнорира при изчисляване на q ст. Данните, съобщени от Новикова [63], ни позволиха да оценим максималната стойност на изостерична деформация на температурата (∂ Va/∂ T) a и да покажем, че терминът T ⋅ (∂ Va/∂ T) a е много по-нисък от Va в изследваното диапазон на температурата и налягането. Затова използвахме уравнение (5) без корекции за адсорбционно стимулираните и термични деформации на адсорбента:

20 kJ/mol) в сравнение с AC-4 (

24 kJ/mol). AC-4 се различава с по-малък процент тесни микропори (вж. Таблица 1) и по-ниско съдържание на кислород от AC-6. За разлика от AC-6, той съдържа метални йони (виж таблица 2). Според атомистични симулации [65], рязкото първоначално намаляване на q st с наблюдавано в AC-4 обикновено се приписва на хетерогенност в адсорбента. По-точно, това се случва, когато разпределението на размера на порите е изкривено към голямата ширина на порите, както в случая на AC-4. Намаленият наклон на q st = f (a), наблюдаван при по-високи стойности на микропорно натоварване и за двата адсорбента, вероятно е резултат от припокриване на въздействията от взаимодействията адсорбат-адсорбент и адсорбат-адсорбат [65]. Когато привличането адсорбат-адсорбат има тенденция да доминира в процеса на натрупване на метан, те водят до образуването на адсорбционни асоциати на молекули метан в микропори [62,66]. В резултат топлините на адсорбция на метан в AC-4 и AC-6 се сближават.

3.3.2. Интегрална топлина на адсорбция на метан в активираните въглероди

3.3.3. Диференциална моларна изостерична ентропия на адсорбционните системи за метан-променлив ток

3.3.4. Диференциална моларна изостерична енталпия на адсорбционните системи на метан-променлив ток

3.3.5. Диференциална моларна изостерична топлинна мощност на адсорбционните системи за метан-променлив ток

8 mmol/g и 270 K, изостеричният топлинен капацитет на системата метан-AC-4 е с 45% повече от този в адсорбционната система с AC-6. Следователно може да се заключи, че изостеричният топлинен капацитет е по-нисък, когато метанът се адсорбира в AC-6 с по-голям обем микропори и по-малко съдържание на въглеродни видове в сравнение с AC-4.