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原文传递一种评价微孔材料气体分离性能的方法及装置

专利名称：	一种评价微孔材料气体分离性能的方法及装置
摘要：	本发明属于化工材料技术领域，提出了一种评价微孔材料气体分离性能的方法及装置。将测试气体充入样品池，使得样品池中的微孔材料在一定的温度和压力条件下吸附气体，之后对样品池进行卸压放空操作，使微孔材料吸附的气体脱附，通过监测气体脱附量、脱附速率及脱附气体的组分含量变化评测微孔材料的孔隙结构信息及其气体分离性能。本发明的方法和装置可以直观、快速、准确地评价微孔材料的气体分离性能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	徐绍平;王禹;胡耀明;汤历斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910158901.6
公开号：	CN109696380A
代理机构：	大连理工大学专利中心
代理人：	温福雪
分类号：	G01N7/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N7
申请人地址：	116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
主权项：	1.一种评价微孔材料气体分离性能的方法，其特征在于，步骤如下： (1)待测微孔材料样品预处理，即首先将待测微孔材料样品干燥，然后置于样品池(8)中； (2)待测微孔材料样品中杂质气体的脱除； (3)待测微孔材料样品加压吸附，即在恒定温度条件下将测试气体充入样品池(8)至指定压力上限的压力并保持该压力条件一定时间； (4)待测微孔材料样品减压脱附，即在与加压吸附相同的温度条件下进行样品池(8)的卸压放空操作，并监测和记录放空过程中样品池(8)压力、脱附气体的量和组成随时间的变化，直至不再有气体脱附，由此获得微孔材料样品的气体脱附速率曲线、脱附气组分含量及脱附气量，作为定性和定量分析微孔材料样品孔隙结构信息和气体分离性能等的基础数据。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测微孔材料样品的加压吸附和减压脱附的温度相同，介于0～70℃之间；待测微孔材料样品加压吸附的压力上限为0.3～1.0MPa，维持压力上限的时间为0～120min。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的待测微孔材料样品为炭分子筛、沸石分子筛、活性炭及其他具有混合气体分离性能的吸附剂。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的测试气体为氮气、氧气、氢气、氦气、氩气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、烷烃、烯烃、炔烃中的一种或两种以上混合。 5.根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，所述的待测微孔材料样品的干燥处理方式为将待测微孔材料样品置于鼓风干燥箱或真空干燥箱中，在100～300℃的温度下干燥至恒重；所述的待测微孔材料样品为颗粒状或粉体，粒度为10～40目。 6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的待测微孔材料样品的干燥处理方式为将待测微孔材料样品置于鼓风干燥箱或真空干燥箱中，在100～300℃的温度下干燥至恒重；所述的待测微孔材料样品为颗粒状或粉体，粒度为10～40目。 7.根据权利要求1、2、4或6所述的方法，其特征在于，所述的待测微孔材料样品中杂质气体的脱除采用抽真空脱附的方式，即在1kPa的绝对压力下进行抽真空处理30～60min。 8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的待测微孔材料样品中杂质气体的脱除采用抽真空脱附的方式，即在1kPa的绝对压力下进行抽真空处理30～60min。 9.一种评价微孔材料气体分离性能的装置，其特征在于，所述的评价微孔材料气体分离性能的装置包括测试气源(1)、氦气源(2)、气体除尘干燥系统、质量流量计、储气池(7)、样品池(8)、恒温装置(9)、压力传感器、温度传感器(12)、真空泵(13)、气体计量计(14)、气体分析系统(15)、数据采集处理系统(16)，电磁阀和调节阀；样品池(8)为带顶盖密封的容器，其上接有第一压力传感器(10)和温度传感器(12)；样品池(8)经过第一调节阀S(7)与储气池(7)相连；样品池(8)经第三电磁阀S(3)和第三调节阀S(9)，第三调节阀S(9)进一步接放空管路；样品池(8)经第四电磁阀S(4)接真空泵(13)后分为两路，一路经第五电磁阀S(5)接放空管路，另一路经第六电磁阀S(6)依次接气体计量计(14)与气体分析系统(15)；储气池(7)上接有第二压力传感器(11)，储气池(7)经第二调节阀S(8)接放空管路；储气池(7)经第一电磁阀S(1)依次与第一质量流量计(5)、第一气体干燥除尘系统(3)、测试气源(1)相连；储气池(7)经第二电磁阀S(2)依次与第二质量流量计(6)、第二气体干燥除尘系统(4)、氦气源(2)相连；第一压力传感器(10)、第二压力传感器(11)、温度传感器(12)均与数据采集处理系统(16)相连；储气池(7)、样品池(8)及其连接管路均处于恒温装置(9)中。 10.根据权利要求9所述的评价微孔材料气体分离性能的装置，其特征在于，所述的储气池(7)和样品池(8)的材质为耐腐蚀的金属材料或无机非金属材料，储气池(7)的最大耐受压力为3MPa，样品池(8)的最大耐受压力为1.5MPa，储气池与样品池的容积比为2～3：1。
所属类别：	发明专利