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原文传递 一种气体吸附测试方法
专利名称: 一种气体吸附测试方法
摘要: 本发明涉及与吸附剂相关的气体吸附、脱附技术领域,一种气体吸附测试方法,包括吸附气体从下到上通入装置时的测试方法、吸附气体从上到下通入装置时的测试方法和进行气体吸附效率测量方法,采用上下排列的双样品腔结构,能够分别用于吸附气流从上到下及从下到上通过装置的两种吸附过程的研究,能够对气体进行双向吸附测试,采用嵌套的气管结构使得液体吸附剂和气体的接触区域较大,加快吸附过程,实验操作流程简单,吸附过程时间短,在进行气体吸附效率测量时样品腔气密性高,能够提高测量结果的精确度。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 浙江;33
申请人: 金华职业技术学院
发明人: 张向平;方晓华;赵永建
专利状态: 有效
申请号: CN201811137836.0
公开号: CN109164002A
分类号: G01N5/02(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N5
申请人地址: 321017 浙江省金华市婺州街1188号
主权项: 1.一种气体吸附测试方法,气体吸附测试装置包括计算机(1)、控制器(2)、微天平(3)、悬挂杆(4)、电磁铁(5)、测试腔(6)、通气口I(7)、永磁体(8)、钢丝(9)、位移感应器(10)、感应线圈(11)、标准样品(12)、支撑位I(13)、托盘I(14)、支撑位II(15)、托架(16)、托盘II(17)、支撑位III(18)、连接管(19)、气管I(20)、样品腔I(21)、气管II(22)、样品腔II(23)和通气口II(24),xyz为三维空间坐标系,标准样品(12)对于所测试的吸附气体为惰性,吸附气体不会被标准样品(12)所吸附,标准样品(12)在真空环境中的重量mrvac及体积Vrvac为已知,永磁体(8)、钢丝(9)、位移感应器(10)、托盘I(14)、托架(16)、托盘II(17)、连接管(19)、气管I(20)、样品腔I(21)、气管II(22)和样品腔II(23)的重量均为已知且在气体中的浮力忽略不计;测试腔(6)包括腔I(6‑1)和腔II(6‑2),微天平(3)位置固定,电磁铁(5)通过悬挂杆(4)连接于微天平(3)下方,悬挂杆(4)和电磁铁(5)均电缆连接控制器(2),能够通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度,能够使得电磁铁(5)在y方向移动,控制器(2)电缆连接计算机(1),控制器(2)能够调节电磁铁(5)的电流,以改变电磁铁(5)产生的磁场分布,测试腔(6)位于电磁铁(5)正下方,测试腔(6)从上到下依次为腔I(6‑1)和腔II(6‑2),腔I(6‑1)的内壁自上而下安装有通气口I(7)、支撑位I(13)、支撑位II(15)和支撑位III(18),所述永磁体(8)、钢丝(9)、位移感应器(10)、感应线圈(11)、标准样品(12)、托盘I(14)、托架(16)和托盘II(17)自上而下地位于腔I(6‑1)内,感应线圈(11)位于位移感应器(10)两侧,用于探测位移感应器(10)在y方向的位移并输入至计算机(1);计算机(1)中输入有永磁体(8)在y方向位移的预设值,计算机(1)读取感应线圈(11)测得的位移感应器(10)在y方向的实时位移,控制器(2)能够根据所述位移的预设值及所述实时位移来调节电磁铁(5)的电流和悬挂杆(4)的长度,能够调节永磁体(8)的位置,所述永磁体(8)、位移感应器(10)、托盘I(14)和托盘II(17)之间相对位置不变并通过钢丝(9)依次连接,所述永磁体(8)、位移感应器(10)、托盘I(14)和托盘II(17)能够整体沿y方向移动,标准样品(12)置于支撑位I(13)上,标准样品(12)具有竖直y方向的通孔,钢丝(9)无接触地穿过所述通孔,当永磁体(8)位于初始位置时,托盘I(14)位于标准样品(12)下方3毫米处,当永磁体(8)沿y正方向向上移动超过3毫米距离时,托盘I(14)能够将标准样品(12)向上提起,使得标准样品(12)与支撑位I(13)分离,托盘II(17)限位于托架(16)内,托架(16)位于支撑位II(15)和支撑位III(18)之间,托架(16)的侧面下边具有凸缘,托架(16)的起始位置为所述凸缘与支撑位III(18)接触的位置,托架(16)处于起始位置时,所述凸缘与支撑位III(18)之间具有气密性,当永磁体(8)从初始位置沿y正方向向上移动超过5毫米距离时,托盘II(17)能够将托架(16)向上提起,使得托架(16)与支撑位III(18)分离,当永磁体(8)从初始位置沿y正方向向上移动10毫米距离时,所述凸缘与支撑位II(15)接触并具有气密性;连接管(19)、样品腔I(21)和样品腔II(23)均位于腔II(6‑2)内,所述托架(16)、连接管(19)、样品腔I(21)和样品腔II(23)从上到下依次连接,样品腔I(21)和样品腔II(23)之间通过沿y方向的气管II(22)连接,气管II(22)的上端和下端贯通,气管II(22)的内径为2毫米、外径为2.4毫米,气管II(22)的下端距离样品腔II(23)的内下底面为3毫米,气管I(20)位于样品腔I(21)内,气管I(20)的内径为3.2毫米,气管I(20)嵌套于气管II(22)的外侧,气管I(20)的上端密封,气管I(20)的内上端面距离气管II(22)的上端为2毫米,气管I(20)的下端距离样品腔I(21)的内下底面为3毫米,样品腔I(21)的上面具有气孔,样品腔II(23)的侧面具有气孔,腔II(6‑2)下面具有通气口II(24),其特征是:所述一种气体吸附测试方法包括吸附气体从下到上通入装置时的测试方法、吸附气体从上到下通入装置时的测试方法和进行气体吸附效率测量方法:吸附气体从下到上通入装置时的测试方法步骤为:一.将已知体积V1及真空中重量m0vac的吸附剂样品放置于样品腔I(21)内;二.通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度及电磁铁(5)产生的磁场分布,使电磁铁(5)在y方向移动,并使得永磁体(8)移动,托盘II(17)沿y正方向向上移动,并使得托架(16)侧面下边的凸缘与支撑位II(15)接触并具有气密性;三.将吸附气体从通气口II(24)通入腔II(6‑2),气体流速值为5至10SCCM,持续时间T,T的范围为30分钟到8小时;四.吸附气体从通气口II(24)进入腔II(6‑2)后通过样品腔II(23)侧面的气孔进入样品腔II(23),吸附气体从下向上通过气管II(22)后进入气管I(20),并通过气管I(20)与气管II(22)之间的间隙进入样品腔I(21)后与吸附剂样品接触,未被吸附剂样品吸附的吸附气体通过样品腔I(21)上面的气孔排出进入腔I(6‑1);五.停止从通气口II(24)向腔II(6‑2)通入吸附气体,并静置装置五分钟;六.通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度及电磁铁(5)产生的磁场分布,使电磁铁(5)在y方向移动,并使得永磁体(8)移动,使得托盘II(17)沿y正方向向下运动3毫米距离,通过微天平(3)测量吸附剂样品及标准样品(12)在吸附气体环境中的总重量m1+mr;七.通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度及电磁铁(5)产生的磁场分布,使电磁铁(5)在y方向移动,并使得永磁体(8)移动至初始位置上方4毫米处,使得托架(16)重新位于起始位置;八.通过微天平(3)测量标准样品(12)在吸附气体环境中的总重量mr,计算得到吸附剂样品在吸附气体环境中的重量m1;九.计算得到吸附气体的密度十.对重量测量中的浮力进行校准,计算得到吸附剂样品吸附气体后的实际重量m1vac=m1+V1ρg;十一.比较吸附剂样品在吸附气体前后的重量变化,以及通入气体的持续时间T,研究吸附剂样品对不同气体的吸附能力;吸附气体从上到下通入装置时的测试方法步骤为:步骤1,将已知体积V1及真空中重量m0vac的吸附剂样品放置于样品腔II(23)内;步骤2,通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度及电磁铁(5)产生的磁场分布,使电磁铁(5)在y方向移动,并使得永磁体(8)移动至初始位置上方7毫米处,托盘II(17)沿y正方向向上移动,使得托架(16)与支撑位III(18)分离;步骤3,将吸附气体从通气口I(7)通入样品腔I(6‑1),气体流速值为5至10SCCM,持续时间T,T的范围为30分钟到8小时;步骤4,吸附气体从通气口I(7)通入腔I(6‑1)后通过连接管(19)及样品腔I(21)上面的气孔进入样品腔I(21),并通过气管I(20)与气管II(22)之间的间隙进入气管II(22),继而从上到下通过气管II(22)进入样品腔II(23)并与吸附剂样品接触,未被吸附剂样品吸附的吸附气体通过样品腔II(23)侧面的气孔进入腔II(6‑2)并最终从通气口II(24)排出;步骤5,停止从从通气口I(7)向腔I(6‑1)通入吸附气体,并静置装置五分钟;步骤6,通过微天平(3)测量吸附剂样品及标准样品(12)在吸附气体环境中的总重量m1+mr;步骤7,通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度及电磁铁(5)产生的磁场分布,使电磁铁(5)在y方向移动,并使得永磁体(8)移动,使得托架(16)重新位于起始位置;步骤8,通过微天平(3)测量标准样品(12)在吸附气体环境中的总重量mr,计算得到吸附剂样品在吸附气体环境中的重量m1;步骤9,计算得到吸附气体的密度步骤10,对重量测量中的浮力进行校准,计算得到吸附剂样品吸附气体后的实际重量m1vac=m1+V1ρg;步骤11,比较吸附剂样品在吸附气体前后的重量变化,以及通入气体的持续时间T,研究吸附剂样品对不同气体的吸附能力;进行气体吸附效率测量方法步骤为:步骤一,将已知体积V1及真空中重量m0vac吸附剂样品放置于样品腔I(21)内;步骤二,保持托架(16)位于起始位置;步骤三,将质量mtotal的吸附气体从通气口II(24)通入腔II(6‑2),吸附气体从通气口II(24)进入腔II(6‑2)后通过样品腔II(23)侧面的气孔进入样品腔II(23),吸附气体从下向上通过气管II(22)后进入气管I(20),并通过气管I(20)与气管II(22)之间的间隙进入样品腔I(21)后与吸附剂样品接触,保持1小时,测量通气口II(24)处的气压P2;步骤四,吸附气体从通气口I(7)通入腔I(6‑1),气体流速值为1SCCM,直到通气口I(7)处气压为P2时停止从通气口I(7)通入气体;步骤五,通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度及电磁铁(5)产生的磁场分布,使电磁铁(5)在y方向移动,并使得永磁体(8)移动至初始位置上方7毫米处,托盘II(17)沿y正方向向上移动,将托架(16)从起始位置向上提起,使得托架(16)与支撑位III(18)分离;步骤六,通过微天平(3)测量吸附剂样品及标准样品(12)在吸附气体环境中的总重量m1+mr;步骤七,通过控制器(2)调节悬挂杆(4)的长度及电磁铁(5)产生的磁场分布,使电磁铁(5)在y方向移动,并使得永磁体(8)移动至初始位置上方4毫米处,使得托架(16)重新位于起始位置;步骤八,通过微天平(3)测量标准样品(12)在吸附气体环境中的总重量mr,计算得到吸附剂样品在吸附气体环境中的重量m1;步骤九,计算得到吸附气体的密度步骤十,对重量测量中的浮力进行校准,计算得到吸附剂样品吸附气体后的实际重量m1vac=m1+V1ρg;步骤十一,计算得到吸附剂样品吸附的气体的重量msop=m1vac‑m0vac,计算得到气体吸附效率msop/mtotal。
所属类别: 发明专利
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