椰壳活性炭吸附CH4/N2平衡与动力学研究

"CH4/N2在椰壳活性炭上吸附平衡和动力学扩散机制的研究论文，探讨了煤层气中甲烷和氮气在活性炭吸附剂上的吸附行为，包括平衡吸附、热力学和动力学扩散机制。通过实验，作者们使用实验室制备的椰壳活性炭，在不同温度和压力条件下，测量了甲烷和氮气的吸附等温线，并采用Langmuir和Sips模型进行拟合分析。此外，还研究了动态吸附速率曲线，运用W-M内扩散模型、Lagergren准一阶动力学模型和Makay二阶动力学模型来理解吸附动力学，揭示了温度和压力对吸附过程的影响。" 在这篇论文中，研究人员主要关注以下几个知识点： 1. **吸附平衡**：通过体积法测量了298~338K和0~0.1MPa下的CH4/N2吸附等温线，这是了解吸附剂对气体分子吸附能力的关键数据。Langmuir和Sips模型被用来描述这些数据，其中Sips模型由于考虑了活性炭表面的非均一性，对数据的拟合更为精确。 2. **热力学分析**：通过模型参数计算出的吸附热表明，CH4/N2在活性炭上的吸附是物理吸附过程，且甲烷的吸附热大于氮气，这有助于理解两种气体在吸附竞争中的行为。 3. **吸附动力学**：利用重量法测量了不同条件下的吸附速率，进一步通过W-M内扩散模型、Lagergren准一阶动力学模型和Makay二阶动力学模型对数据进行拟合，以揭示吸附速率受温度和压力影响的内在机制。 4. **竞争吸附与分离性能**：通过单组分和二元组分的吸附等温线，评估了活性炭对CH4和N2的分离性能，这对于煤层气的净化和回收具有重要意义。 5. **扩散控制步骤**：研究了甲烷和氮气在活性炭内部的扩散过程，以确定影响吸附效率的关键步骤，这对于优化活性炭的性能和设计高效的吸附系统至关重要。 这些研究结果为理解煤层气中甲烷和氮气的吸附行为提供了理论基础，也为活性炭在气体分离和净化领域的应用提供了实践指导。