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施硅对含镉土壤中铵态氮等温吸附的影响

中国农村水利水电 2022年第3期 134-139页

作者：高晶晶李龙国谭霄四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065 四川大学水利水电学院成都610065

为探明镉和硅及其相互作用对NH4^(+)在土壤中吸附过程的影响规律及机理,研究设置两个镉添加水平(2.5,5 mg/kg),3个硅添加水平(0,100,200 kg SiO_(2)/hm^(2))及对照组,共7组处理,分别记为CK、Cd_(2.5)、Cd_(5)、Cd_(2.5)S_(1)、Cd_(2.5)S_(2)、Cd_(5)S_(1)、Cd_(5)S_(2),测量各处理土壤对NH_(4)^(+)的等温吸附曲线,并采用线性模型、Freundlich模型以及Langmuir模型等五种模型对实验结果进行模拟。结果表明:由于土壤中Cd^(2+)与NH_(4)^(+)的竞争吸附,镉含量越高,土壤对NH_(4)^(+)的吸附能力越差,重金属污染增加了面源污染的风险;硅添加能显著提升含镉土壤对NH_(4)^(+)吸附,吸附量和吸附率具体表现为Cd_(5)吸附过程的影响。在含镉土壤中施加硅肥,可有效提高土壤对NH_(4)^(+)的吸附能力,减少氮肥流失,有利于重金属污染及面源污染的协同治理。

关键词：镉硅肥铵态氮等温吸附

不同含水率条件下软煤等温吸附特性及膨胀变形特性

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煤炭学报 2020年第11期45卷 3817-3824页

作者：张遵国赵丹陈毅辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125105

为研究水分对煤等温吸附特性及膨胀变形特性的影响,以软煤为研究对象,采用煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置开展了不同含水率条件下煤吸附瓦斯过程中的吸附量与膨胀变形量同步测试实验,分析了水分对煤等温吸附特征和膨胀变形特征的影响... 详细信息

为研究水分对煤等温吸附特性及膨胀变形特性的影响,以软煤为研究对象,采用煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置开展了不同含水率条件下煤吸附瓦斯过程中的吸附量与膨胀变形量同步测试实验,分析了水分对煤等温吸附特征和膨胀变形特征的影响,探讨了吸附膨胀变形量与吸附量的关系。结果表明,水分的存在抑制煤的吸附膨胀变形,煤样含水率由0增大到3.13%,极限吸附膨胀变形量由10.185×10-3线性减小到4.262×10-3,减小幅度为58.15%;而随着含水率的增加,饱和吸附量先减小后增加,含水率为1%左右时饱和吸附量达最小值。不同含水率煤样的吸附膨胀变形量与吸附量关系并不呈现单一规律:0~0.75%含水率的煤样含水率低,游离态瓦斯对煤膨胀变形整体表现为促进作用,煤样在吸附量达到饱和后仍能随瓦斯压力的增大继续产生膨胀变形,吸附膨胀变形量与吸附量呈抛物线拟合关系;煤样含水率增大到1.42%~1.66%时,水的软化作用和堵塞作用导致游离态瓦斯对煤基质的压缩作用产生的压缩变形量与对微裂隙的扩容作用产生的膨胀变形量抵消,吸附膨胀变形量达到极限值所需瓦斯压力与吸附量达到饱和所需瓦斯压力相当,吸附膨胀变形量与吸附量呈线性拟合关系;含水率进一步增大到2.66%~3.13%时,水的软化作用和堵塞作用使游离态瓦斯对煤膨胀变形整体表现为抑制作用,煤样在吸附膨胀变形量达到极限值后仍能随瓦斯压力的增大继续吸附瓦斯,吸附膨胀变形量与吸附量呈幂函数拟合关系。

关键词：等温吸附膨胀变形软煤含水率吸附量

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页岩气容量法等温吸附实验气体状态方程优选

天然气工业 2016年第8期36卷 73-78页

作者：向祖平李志军陈朝刚刘林清黄小亮肖前华梁洪彬郭秋田重庆科技学院石油与天然气工程学院重庆页岩气勘探开发有限责任公司中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

页岩气藏资源评价和开发的关键基础资料——等温吸附曲线,通常是通过容量法等温吸附实验获取的,决定其准确与否的关键是选择合适的气体状态方程来计算吸附/解吸气量。为此,针对不同气体状态方程对页岩气相态描述差异较大的情况,设计了... 详细信息

页岩气藏资源评价和开发的关键基础资料——等温吸附曲线,通常是通过容量法等温吸附实验获取的,决定其准确与否的关键是选择合适的气体状态方程来计算吸附/解吸气量。为此,针对不同气体状态方程对页岩气相态描述差异较大的情况,设计了简易、方便的气体状态方程优选评价实验装置和实验方案,该方法避开了对气体体积的频繁计算所带来的实验误差,仅通过测试不同状态下的压力即可评价气体状态方程的适用性,其原理和设备操作简单,计算方便。对实验结果的分析结论表明:(1)不同气体状态方程对甲烷的相态描述均有不同程度偏差,且压力越高偏差越大,页岩等温吸附实验中必须优选合适的气体状态方程来计算吸附气量和解析气量;(2)低压下(小于10 MPa)宜选用SRK方程、高压下(大于10 MPa)宜采用RK方程来计算甲烷气田相态变化;(3)总体上,结合我国页岩气藏埋藏较深、压力多在20 MPa以上的实际情况,RK方程能更好地计算出甲烷气田的相态变化特征,从而满足页岩等温吸附实验的需要。

关键词：页岩气容量法等温吸附状态方程实验室试验测试优选

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页岩甲烷高压等温吸附模型评价与改进

煤炭学报 2020年第9期45卷 3208-3218页

作者：董银涛鞠斌山刘楠楠中国地质大学(北京)能源学院北京100083 非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)煤层气开发利用国家工程研究中心煤储层物性实验室北京100083 中海油研究总院北京100028

为确定合理的页岩甲烷高压等温吸附模型,以准确拟合实测过剩吸附量曲线,并计算其绝对吸附量曲线。选取常用的8种吸附公式及3种吸附相密度计算方法,分别组成高压等温吸附模型,并以过剩吸附量的拟合度R2、绝对吸附量校正的合理性、吸附相... 详细信息

为确定合理的页岩甲烷高压等温吸附模型,以准确拟合实测过剩吸附量曲线,并计算其绝对吸附量曲线。选取常用的8种吸附公式及3种吸附相密度计算方法,分别组成高压等温吸附模型,并以过剩吸附量的拟合度R2、绝对吸附量校正的合理性、吸附相密度计算的合理性以及吸附理论选择的合理性为考核指标,分别采用333与363 K温度条件下共18组实测值对其进行定量评价。推导了吸附相密度关于压力与温度的函数,并组合使用Langmuir-Freundlich与Dubinin-Radushkevich吸附公式,构建了改进的高压等温吸附模型。结果表明:在3种吸附相密度计算方法中,拟合吸附相密度法最佳,该方法结合Langmuir-Freundlich或Dubinin-Radushkevich吸附公式构成的吸附模型最准确,其拟合过剩吸附量的R2平均值分别为0.9983和0.9978;给定吸附相密度法构成的吸附模型对过剩吸附量的拟合度较低;而过剩吸附量与气体密度曲线计算吸附相密度法的准确性较差。改进模型对18组实测过剩吸附量的拟合度R2平均值为0.9969;计算绝对吸附量的偏差为0.087,优于现有模型;且其具有物理基础,符合页岩甲烷吸附机理。

关键词：页岩气高压等温吸附过剩吸附吸附模型

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煤层甲烷等温吸附拟合模型

煤炭学报 2017年第S2期42卷 452-458页

作者：毋亚文潘结南河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心河南焦作454003

我国煤层气储量较为丰富,只有更好的了解等温吸附曲线,才能更好估计最大吸附量及采收率等。为了找到更为合适的拟合方程,对单层吸附理论的代表模型Langmuir方程和以微孔填充理论为基础的DR方程进行对比研究,并针对4种不同煤阶(Ro,max介... 详细信息

我国煤层气储量较为丰富,只有更好的了解等温吸附曲线,才能更好估计最大吸附量及采收率等。为了找到更为合适的拟合方程,对单层吸附理论的代表模型Langmuir方程和以微孔填充理论为基础的DR方程进行对比研究,并针对4种不同煤阶(Ro,max介于0.60%~3.18%)煤样吸附甲烷的数据进行了拟合。结果表明:对Langmuir方程中的VL,pL先计算后拟合,可以使两参数的物理意义更加准确,方程拟合更有意义;对DR方程中的V0进行计算,能够提高其他参数拟合的准确性;对DR方程中的p0,引用虚拟饱和蒸气压的概念,并对比5种计算方法,得出Amankwah法最为合适。通过对比Langmuir和DR方程发现,DR方程的拟合效果更好,与实际数据更接近。

关键词：煤层气等温吸附 Langmuir方程 DR方程

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基于等温吸附的页岩水分传输特征研究

力学学报 2019年第3期51卷 932-939页

作者：沈伟军李熙喆鲁晓兵万玉金郭伟左罗中国科学院力学研究所北京100190 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石化石油工程技术研究院北京100101

研究页岩的水分传输特征至关重要,不仅有助于认识页岩的物理化学性质,而且也有助于评价页岩气的吸附扩散和流动能力.本文设计了页岩的水分传输实验装置,采用美国伍德福德和中国南方龙马溪组页岩为研究对象,开展了不同温度、不同湿度下... 详细信息

研究页岩的水分传输特征至关重要,不仅有助于认识页岩的物理化学性质,而且也有助于评价页岩气的吸附扩散和流动能力.本文设计了页岩的水分传输实验装置,采用美国伍德福德和中国南方龙马溪组页岩为研究对象,开展了不同温度、不同湿度下页岩的水分传输实验,研究了页岩的水分传输特征和影响因素.结果表明,页岩的水分吸附属于Ⅱ型曲线,包含着单分子层吸附、多分子层吸附和毛细凝聚的过程,GAB模型可用于描述页岩的水分吸附过程;水分吸附随着相对压力的增大而增强,有机碳含量和温度对页岩水分吸附起着增强作用,而方解石会抑制页岩的水分吸附;随着相对压力的增大,页岩的水分扩散系数呈现先增大后减小随后增加的趋势,其系数大约在8.73×10-9~5.95×10-8m2/s之间;伍德福德页岩的等量吸附热均大于龙马溪页岩的等量吸附热,这与其页岩的成熟度有关.研究结果为认识页岩的物理化学性质和力学性能以及评价页岩气的吸附流动能力提供参考依据.

关键词：页岩气藏水力压裂等温吸附水分传输扩散系数吸附热

丙草胺在有机膨润土的等温吸附和吸附动力学研究

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广西大学学报（自然科学版） 2022年第3期47卷 756-762页

作者：张梅琪娄现芬陈利标黄爱民张敏马林广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西田园生化股份有限公司广西南宁530007

以Gemini型季铵盐表面活性剂二溴代二(二甲基十二烷基)己二铵(G_(12-6-12))为改性剂制备有机膨润土,研究有机膨润土结构对丙草胺等温吸附和吸附动力学的影响。傅立叶红外光谱和X-射线衍射分析显示G_(12-6-12)进入膨润土层间,其层间排布... 详细信息

以Gemini型季铵盐表面活性剂二溴代二(二甲基十二烷基)己二铵(G_(12-6-12))为改性剂制备有机膨润土,研究有机膨润土结构对丙草胺等温吸附和吸附动力学的影响。傅立叶红外光谱和X-射线衍射分析显示G_(12-6-12)进入膨润土层间,其层间排布方式随着改性剂载量的增加发生由单层平铺到双层平铺和单层倾斜的转变。季铵盐改性显著增强膨润土对丙草胺的吸附能力,其吸附等温线和吸附动力学分别与Freundlich方程和伪一级动力学方程相符合,吸附平衡常数随着改性剂载量的增加而增加,而吸附动力学速率常数则逐步减小。

关键词：有机膨润土丙草胺等温吸附吸附动力学

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页岩容量法和重量法等温吸附实验对比研究

化工进展 2017年第5期36卷 1690-1697页

作者：周尚文李奇薛华庆郭伟李晓波卢斌中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 中国石油天然气集团公司非常规油气重点实验室河北廊坊065007 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190

页岩吸附气含量是准确评价页岩含气量和资源潜力的关键参数,目前通常采用等温吸附实验来确定。等温吸附实验方法主要分为容量法和重量法,容量法是目前常用的等温吸附实验方法,重量法的应用还较少。本文通过分析两种方法的实验原理,认为... 详细信息

页岩吸附气含量是准确评价页岩含气量和资源潜力的关键参数,目前通常采用等温吸附实验来确定。等温吸附实验方法主要分为容量法和重量法,容量法是目前常用的等温吸附实验方法,重量法的应用还较少。本文通过分析两种方法的实验原理,认为容量法和重量法等温吸附实验测得的吸附量均为过剩吸附量,绝对吸附量并不能通过实验直接测得,并建立了过剩吸附量与绝对吸附量的转换关系。为了对比分析两种实验方法的准确性和稳定性,分别进行了相同样品的容量法和重量法等温吸附实验。测试结果表明,低压时甲烷在页岩中的吸附曲线呈Ⅰ型的吸附曲线特征,但是当压力进一步增大后,等温吸附曲线会出现下降。页岩中超临界甲烷的等温吸附曲线在压力较大时,必然存在下降的趋势,这并非异常现象,而是超临界流体过剩吸附量的本质特征。对比分析认为,在传感器精度和天平精度经过校准的情况下,重量法等温吸附实验对实验参数和环境的敏感程度要低于容量法。特别是对于吸附量较低的泥页岩,容量法测试中引起的误差大于重量法。在现有技术水平条件下,认为重量法更适用于页岩的等温吸附实验研究。

关键词：页岩气容量法重量法等温吸附过剩吸附量

岩溶区棕色石灰土胶体对镉铅的等温吸附特性研究

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农业环境科学学报 2020年第3期39卷 554-562页

作者：张蓉蓉蒋代华史鼎鼎王世佳广西大学农学院

为了解岩溶地区石灰性土壤胶体对重金属Cd、Pb离子的吸附特性,本研究选取广西岩溶区具有代表性的棕色石灰土来提取土壤胶体,模拟实际土壤污染情况,开展土壤胶体对Cd、Pb的吸附试验,并研究了Cd、Pb离子间的竞争关系及有机质在吸附试验中... 详细信息

为了解岩溶地区石灰性土壤胶体对重金属Cd、Pb离子的吸附特性,本研究选取广西岩溶区具有代表性的棕色石灰土来提取土壤胶体,模拟实际土壤污染情况,开展土壤胶体对Cd、Pb的吸附试验,并研究了Cd、Pb离子间的竞争关系及有机质在吸附试验中的作用效果。结果表明:胶体对两种重金属离子的等温吸附用Langmuir、Freundlich和D-R模型均能拟合,拟合优度均在0.93以上;单一溶液中Cd、Pb的平均分配系数与混合溶液相比有所提高,分别升高0.81和0.30,去除有机质后的胶体对Cd吸附量降低了30%~46%,对Pb吸附量下降了14%~25%。与Cd2+相比,Pb2+与胶体亲和力更大更易牢固地吸附在胶体上;混合溶液中两种离子间存在竞争干扰作用,其中Cd2+更易受到Pb2+的影响;去除有机质会减少胶体吸附位点使吸附量下降。

关键词：岩溶区胶体镉铅等温吸附