活性炭上C2H4/CO2吸附研究：DL-IAST模型分析

"C2H4/CO2混合体系在活性炭上吸附的实验与模型" 这篇2012年的论文主要探讨了C2H4（乙烯）和CO2（二氧化碳）混合气体在活性炭上的吸附行为及其分离效果。研究人员通过重量法，一种精确的实验技术，测量了C2H4和CO2纯组分以及它们在活性炭上的混合物的吸附等温线。这些等温线提供了关于气体在固体表面吸附量随气体压力变化的信息。 实验中使用的智能重量分析仪能高精度地测定气体吸附量，从而得到吸附数据。这些数据随后与理想吸附溶液理论（IAST）的DL-IAST模型进行对比。DL-IAST模型是一种双Langmuir模型，它考虑了两种或多种气体在吸附位点的竞争吸附情况。研究发现，DL-IAST模型能够有效地描述C2H4和CO2这两种纯组分在活性炭上的吸附行为。 进一步的研究发现，在不同摩尔分数的C2H4/CO2混合体系中，DL-IAST模型的计算值与实验观测值吻合良好。当C2H4的摩尔分数增加时，模型预测的相对偏差减小，表明模型对C2H4的预测更准确。然而，随着压力的提高，C2H4的吸附选择性降低，也就是说，活性炭对C2H4相对于CO2的优先吸附能力减弱。同样，C2H4的摩尔分数越大，其吸附选择性也相应下降。 这项工作的重要性在于，它提供了活性炭在C2H4/CO2分离过程中的吸附性能的详细理解，这对于工业上的气体分离工艺，尤其是碳捕获和存储（CCS）以及乙烯纯化等领域具有实际应用价值。通过这种吸附研究，可以优化活性炭的使用，提高分离效率，减少能耗，并有助于环境保护。 关键词：乙烯、二氧化碳、吸附等温线、理想吸附溶液理论、双Langmuir模型。该研究属于工程技术领域，特别是化学工程和材料化学工程，对于理解和改进气体吸附分离技术具有深远意义。