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甲烷在活性炭上的吸附平衡研究

天然气化工—C1化学与化工 2015年第2期40卷 39-43,49页

作者：朱子文郑青榕冯玉龙曾斌集美大学轮机工程学院福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021

以吸附式天然气(ANG)的工程应用为目的,展开甲烷在活性炭上吸附平衡研究。首先,在温度区间-10℃~40℃、压力范围0~8MPa,测试甲烷在比表面积为1916m2/g SAC-02活性炭上的吸附平衡数据,并在不同压力区域比较DA方程、Toth方程和Ono-Kondo... 详细信息

以吸附式天然气(ANG)的工程应用为目的,展开甲烷在活性炭上吸附平衡研究。首先,在温度区间-10℃~40℃、压力范围0~8MPa,测试甲烷在比表面积为1916m2/g SAC-02活性炭上的吸附平衡数据,并在不同压力区域比较DA方程、Toth方程和Ono-Kondo方程的预测精度。其次,选用Clausius-Clapeyron方程,分别通过过剩吸附量和绝对吸附量的等量线标绘以及DA方程计算甲烷在活性炭上的等量吸附热。结果表明,平衡压力高于1MPa时,Toth方程和DA方程预测结果累计误差的平均值分别为0.3%和0.5%;过剩吸附量和绝对吸附量标绘、DA方程确定的等量吸附热为17.31k J/mol^20.24k J/mol、16.49k J/mol^18.81k J/mol、15.29k J/mol^21.58k J/mol,但DA方程计算值随温度变化。ANG工程应用可选择Toth方程和DA方程用于模型分析和等量吸附热计算。

关键词：吸附式天然气(ANG) 活性炭吸附模型吸附热

非局域密度泛函理论表征活性炭孔径分布的改进算法

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低温与超导 2010年第1期38卷 80-84页

作者：郑青榕蔡振雄陈武戴乐阳福建省船舶与海洋工程重点实验室集美大学轮机工程学院厦门361021

为提高由NLDFT计算值确定活性炭孔径分布(PSD)的精度,根据测得的77K氮在非石墨化碳黑BP460和椰壳活性炭K05上的吸附数据,比较了吸附空间及壁面结构采取不同假设对计算结果的影响。结果表明,常规将活性炭吸附空间近似为无限尺寸的石墨化... 详细信息

为提高由NLDFT计算值确定活性炭孔径分布(PSD)的精度,根据测得的77K氮在非石墨化碳黑BP460和椰壳活性炭K05上的吸附数据,比较了吸附空间及壁面结构采取不同假设对计算结果的影响。结果表明,常规将活性炭吸附空间近似为无限尺寸的石墨化碳黑表面构成的狭缝孔,并由Lorenz-Berthelot混合法则确定相互作用参数,计算值在较低压力区域和试验值之间的偏差明显;而将吸附壁面结构近似为非石墨化碳黑,并由表面粗糙度和石墨晶格分布的误差函数修正相互作用参数后,计算结果和试验值吻合良好。分析结果时发现,归一化方法和考虑周边吸附质分子作用的加权函数是影响NLDFT计算结果准确性的关键因素。

关键词：活性炭吸附孔径分布密度泛函理论

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甲烷在层状石墨烯和活性炭上的吸附平衡

燃料化学学报 2019年第8期47卷 1008-1015页

作者：张维东郑青榕王泽浩张轩集美大学轮机工程学院福建省船舶与海洋工程重点实验室

以吸附式天然气(ANG)吸附剂的工程应用为目的,以0-10 MPa、283.15-303.15 K甲烷在层状石墨烯(GS(3D),比表面积2062 m^2/g)和活性炭SAC-01(比表面积1507 m^2/g)上的吸附平衡数据作分析。首先,在77.15 K下由氮气吸附表征样品的孔径大小及... 详细信息

以吸附式天然气(ANG)吸附剂的工程应用为目的,以0-10 MPa、283.15-303.15 K甲烷在层状石墨烯(GS(3D),比表面积2062 m^2/g)和活性炭SAC-01(比表面积1507 m^2/g)上的吸附平衡数据作分析。首先,在77.15 K下由氮气吸附表征样品的孔径大小及分布(PSD)和比表面积。其次,选择极低压力下的吸附平衡数据标定亨利定律常数,确定甲烷在两吸附剂上的极限吸附热,并由维里方程和10-4-3势能函数计算甲烷与两吸附剂壁面之间的相互作用势。最后,依据测试的甲烷在吸附剂上的高压吸附平衡数据,比较了Langmuir系列方程的关联数据后的拟合精度,并由绝对吸附量计算了甲烷的等量吸附热。结果表明,甲烷在GS(3D)和活性炭SAC-01上的平均极限吸附热为23.07、20.67 kJ/mol;283.15 K下甲烷分子与GS(3D)和活性炭SAC-01之间的交互作用势εsf/k为67.19、64.23 K,与洛伦混合法则的计算值64.60 K相近;Toth方程关联甲烷在活性炭SAC-01和GS(3D)上吸附平衡数据的拟合累计相对误差为0.25%和2.29%;甲烷在活性炭SAC-01和GS(3D)上的等量吸附热平均值为16.8和18.3 kJ/mol。相对于活性炭SAC-01,比表面积和微孔容积均较高的GS(3D)对甲烷的吸附更具有优势。

关键词：甲烷石墨烯活性炭吸附

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大温度区间氢在活性炭上的吸附平衡分析

集美大学学报（自然科学版） 2012年第5期17卷 368-373页

作者：高帅郑青榕解晨福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021 集美大学轮机工程学院福建厦门361021

分析温度变化对氢在活性炭上等量吸附热的影响,从而为构建活性炭低温吸附储氢系统提供技术支持.选用比表面积为2074 m2.g-1的椰壳型SAC-02活性炭,在低温区间77.15～113.15 K,压力范围0～8 MPa;较高温区间253.15～293.15 K,压力范围0～11... 详细信息

分析温度变化对氢在活性炭上等量吸附热的影响,从而为构建活性炭低温吸附储氢系统提供技术支持.选用比表面积为2074 m2.g-1的椰壳型SAC-02活性炭,在低温区间77.15～113.15 K,压力范围0～8 MPa;较高温区间253.15～293.15 K,压力范围0～11 MPa,用Setaram PCT Pro E&E测试氢在活性炭上的吸附等温线,并由Ozawa对吸附相作过热液体的假设确定绝对吸附等温线.根据绝对吸附平衡数据,在不同温度区间进行等量吸附线标绘,确定等量吸附热,并由亨利定律常数确定极限吸附热.结果表明:氢在SAC-02活性炭上低温区间、较高温区间和整个温度区间内的等量吸附热平均值分别为4.80,6.44,5.62 kJ.mol-1,极限吸附热平均值分别为6.89,8.38,7.64 kJ.mol-1,必须选用活性炭吸附储氢温度区域吸附数据的等量吸附线标绘,才能确定用于分析吸附过程热效应的等量吸附热.

关键词：氢气活性炭绝对吸附量吸附热

甲烷在MOF-5和MOF-199上的吸附平衡

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天然气化工—C1化学与化工 2019年第6期44卷 45-51页

作者：张维东郑青榕王泽浩张轩集美大学轮机工程学院福建省船舶与海洋工程重点实验室

以研制吸附式天然气(ANG)用金属有机骨架材料(MOFs)吸附剂为目的,在温度区间283.15~303.15K、压力范围0~9.5MPa,测试并分析了甲烷在制备MOF-5和MOF-199试样上的吸附平衡。首先,运用机械化学法和溶剂热法合成MOF-5和MOF-199,合成试样经XR... 详细信息

以研制吸附式天然气(ANG)用金属有机骨架材料(MOFs)吸附剂为目的,在温度区间283.15~303.15K、压力范围0~9.5MPa,测试并分析了甲烷在制备MOF-5和MOF-199试样上的吸附平衡。首先,运用机械化学法和溶剂热法合成MOF-5和MOF-199,合成试样经XRD衍射、SEM微观形貌观察和热重分析,并由77.15K氮的吸附数据表征样品的孔大小及分布、比表面积和微孔容积。其次,选择极低压力下的吸附平衡数据标定亨利定律常数,确定甲烷在两吸附剂上的极限吸附热。最后,依据测试的甲烷在两种吸附剂上的高压吸附平衡数据,比较了由试验数据关联Langmuir系列方程参数后预测数据的累计相对误差,并由累计相对误差最小的Toth方程计算绝对吸附量后标绘确定甲烷在两试样上的等量吸附热。结果表明,在测试的温度压力范围内,Toth关联方程预测甲烷在MOF-5和MOF-199上吸附平衡数据的累计相对误差为3.17%和4.05%,甲烷在制备MOF-5和MOF-199试样上极限吸附热和等量吸附热的平均值分别为17.33kJ/mol、11.93kJ/mol和20.65kJ/mol、16.34kJ/mol。MOF-199对甲烷分子有较强的吸附作用。

关键词：甲烷 MOFs 吸附模型等量吸附热

甲烷在碳基材料和MOFs上极低压力下的吸附平衡

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天然气化工—C1化学与化工 2018年第5期43卷 15-20页

作者：王泽浩郑青榕朱子文唐政集美大学轮机工程学院福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021

为研制新型吸附式天然气(ANG)吸附剂,比较了极低压力下甲烷在典型碳基吸附剂和MOFs上的吸附平衡。碳基吸附剂选择SAC-02活性炭、GS(2D)单层石墨烯和GS(3D)层状石墨烯;MOFs为由溶剂热法制备的MOF-5(S)、HKUST-1、ZIF-8以及由机械球磨得到... 详细信息

为研制新型吸附式天然气(ANG)吸附剂,比较了极低压力下甲烷在典型碳基吸附剂和MOFs上的吸附平衡。碳基吸附剂选择SAC-02活性炭、GS(2D)单层石墨烯和GS(3D)层状石墨烯;MOFs为由溶剂热法制备的MOF-5(S)、HKUST-1、ZIF-8以及由机械球磨得到的MOF-5(M)。试样首先由77K下氮气的吸附等温线确定孔大小及分布(PSD)、比表面积和微孔容积,然后在温度283~303K、压力0~0.1MPa测试甲烷的吸附平衡数据,并由Henry定律常数计算甲烷在试样上的极限吸附热。结果表明,碳基吸附剂的比表面积和微孔容积为影响其甲烷吸附量的关键因素;相对于MOF-5(S),MOF-5(M)的比表面积和微孔容积增大且PSD集中于微孔。设计ANG用MOFs应考虑ANG储存的压力范围。

关键词： ANG 活性炭石墨烯 MOFs 吸附平衡

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船用平板式SOFC传递过程分析与数值模拟

船舶工程 2021年第11期43卷 73-79,138页

作者：张中刚蔡伟强郑青榕陈志权荣辉集美大学轮机工程学院福建厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021

以某4 cm×4 cm平板式阳极支撑型SOFC为原型,建立三维计算流体力学模型,用其描述发生在多通道SOFC内的传质、传热和电化学反应等多物理场过程。通过计算给出顺流和逆流2种流动方式下电池内温度、流速、气体组分和电流密度等参数的分布... 详细信息

以某4 cm×4 cm平板式阳极支撑型SOFC为原型,建立三维计算流体力学模型,用其描述发生在多通道SOFC内的传质、传热和电化学反应等多物理场过程。通过计算给出顺流和逆流2种流动方式下电池内温度、流速、气体组分和电流密度等参数的分布。结果表明:2种流动方式下单电池内的温度分布是不均匀的,其中逆流方式下燃料出口处电池温度梯度最大;电流密度在电池内的分布很不规律,其最大值处于肋片、流道和电极的交界处,电流密度较大易造成欧姆损失较多、电阻热较大,对电池的性能和使用寿命都不利。

关键词：传递过程电化学反应多通道SOFC 三维CFD模型数值模拟

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甲烷在活性炭上吸附的实验及理论分析

天然气化工—C1化学与化工 2009年第1期34卷 41-45页

作者：郑青榕 G.Birkett D.D.Do 集美大学轮机工程学院厦门361021 Department of Chemical Engineering University of QueenslandSt. LuciaQld 4072Australia

为确定甲烷在活性炭上的等量吸附热和预测过剩吸附量的吸附模型,在温度区间268～338K、压力范围0～12.8MPa测试甲烷在Ajax活性炭上的吸附等温线。引用Ono-Kondo方程分析吸附数据,并由等量吸附线标绘和Henry定律常数确定等量吸附热。结... 详细信息

为确定甲烷在活性炭上的等量吸附热和预测过剩吸附量的吸附模型,在温度区间268～338K、压力范围0～12.8MPa测试甲烷在Ajax活性炭上的吸附等温线。引用Ono-Kondo方程分析吸附数据,并由等量吸附线标绘和Henry定律常数确定等量吸附热。结果表明,标定参数后的Ono-Kondo方程预测甲烷过剩吸附等温线的相对误差小于2.5%;温度变化影响等量吸附热的数值,甲烷在Ajax活性炭上的等量吸附热和平均极限吸附热分别为17.25kJ·mol-1～21.5kJ·mol-1和22.5kJ·mol-1。应根据吸附天然气(ANG)系统在典型充放气过程中温度变化极值时的等量吸附热来设置吸附热管理措施。

关键词：甲烷活性炭吸附模型吸附热

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储氢技术的新进展

新能源 2000年第12期22卷 120-127页

作者：郑青榕顾安忠上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200030

全面地介绍了各种储氢方式的性能，特点及当前的研究方向。

关键词：储能金属氢化物储氢吸附储氢储氢技术