基于模式搜索加速遗传算法的逆向法确定竞争吸附等温线

基于局部优化算法的逆向法,被广泛应用于确定吸竞争附等温线模型,但其存在的主要问题是:不能保证结果的广义收敛性和低下的计算效率.本文提出了一种基于模式搜索加速遗传算法的反晨向法.并将该算法成功应用于柠檬酸/葡萄糖的竞争吸附等温线的确定,在保证了计算结果的广义收敛性的前提下,算法执行效率相对传统遗传算法提高了一倍以上.     

逆向法测定酮洛芬对映体在Chiralpak AD柱上的吸附等温线

模拟移动床（SMB）色谱分离与纯化的操作过程复杂,对其进行设计与优化需要使用数值模拟方法,准确测定竞争型吸附等温线具有重要意义。采用逆向法确定了25℃下酮洛芬对映体在直链淀粉手性固定相（Chiralpak AD）上的竞争吸附等温线,先用高效液相色谱测得酮洛芬对映体在Chiralpak AD 柱上的过载流出曲线,再通过拟合实验测得的流出曲线确定吸附等温线模型及其参数。研究中采用平衡扩散模型描述酮洛芬对映体在色谱柱上流出的瞬态过程。参数拟合过程中,首先用非支配基因算法（NSGA-Ⅱ）在较广的参数空间内搜索吸附等温线模型参数,再以所得结果作为初值,使用Levenberg-Marquardt 算法（LMA）对参数进一步优化。比较了4种不同竞争吸附等温线模型对实验测得的流出曲线的拟合结果,其中五参数的Bi-Langmuir 模型拟合程度最好。测量了不同进料浓度和进料量条件下的流出曲线,并通过与模型预测结果的对照验证了所确定吸附等温线模型和参数。     

逆向法测定氨氯地平在色谱柱Chiralpak OD-H上的竞争吸附等温线

使用逆向法测定氨氯地平在色谱柱Chiralpak OD-H上的竞争吸附等温线,先用泵进样的方式在高效液相色谱上测定氨氯地平的过载流出曲线,再选用5参数Bi-langmuir吸附等温线模型对过载流出曲线进行拟合,确定吸附等温线模型及模型参数,并验证参数准确性。     

气体吸附等温线回归准确性分析

针对由吸附等温线模型回归气体吸附平衡数据的准确性进行了研究,从实验误差和表面覆盖率两个因素出发,主要考查了它们对回归Langmuir、DR方程两种等温线模型中各参数的影响,并对回归参数的可靠性作了分析。实验误差和表面覆盖率对各模型参数回归的准确性均有影响。对于Langmuir和DR方程,提高测试的表面覆盖率可以更可靠地计算出饱和吸附量以及模型中的其它参数。另外,仅通过减小实验误差来保证模型中所有参数的准确性是不可取的。     

吸附热预测吸附等温线

实验测定了N2 在沸石分子筛、C2 H6 在活性炭、CO2 在硅胶上的吸附等温线 ,研究用Clausius Clapeyron方程求得等量吸附热、再利用所得的吸附热预测其它温度的吸附等温线数据的方法。将吸附热预测的等温线与实验值及插值法内插得到的吸附等温线数据进行了比较 ,结果表明吸附热预测值与实验值吻合较好。此外还对文献数据利用等量吸附热预测较高压力 ( 65 0kPa)下的等温线 ,均与文献中的实验值一致。为吸附工业操作需要不同温度下的等温线数据和吸附过程的模拟与设计提供了简便、准确的计算方法     

大温度区间氢的高压吸附等温线模型

氢在活性炭上的吸附等温线模型是储氢和分离氢气等工程项目的热力学和工程计算基础。Ｌａｇｍｕｉｒ１Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ,Ｖｉｒｉａｌ和Ｄｕｂｉｎｉｎ－Ａｓｔａｋｈｏｖ方程是用来描述气／固体系吸附等温线最常见的模型。但昆它们在大温度范围的适用性从来没有检验过。本文采用７７－２９８Ｋ,０－７ＭＰａ范围内氢在活性炭上的吸／脱附数据,分别检验了上述四方程式对于实验数据的拟合程度,并以各实验温度一的标准偏差和整     

市政污泥吸附等温线模型和热力学性质

采用静态重量法测定了市政污泥在30℃、40℃、50℃下的吸附等温线,选用11个常见的数学模型对实验数据进行了拟合并对最佳模型进行了解析,通过净等量吸附热q_st、微分熵ΔS、扩散压力π、净积分焓q_in和净积分熵ΔS_in等指标评价污泥的热力学性质。试验结果表明,在温度恒定时,等温曲线属于Ⅱ型,GAB模型拟合效果最佳,能较好地反映平衡含水量随水分活度的变化。应用Clausius-Clapeyron方程,利用等温线模型计算净等量吸附热和微分熵,随着平衡含水率的增加,净等量吸附热和微分熵明显降低,调和平均温度T_hm与等速温度T_l不等,焓-熵补偿理论成立。在一定的水活度下,扩散压力随温度的升高而减小,在温度恒定的情况下,扩张压力随水分活度增大而升高。净积分焓随平衡含水率的增加而减小,而净积分熵在低平衡含水率时随平衡含水率的增加而减小,在30℃、40℃和50℃时分别达到最小值-75.698J/(K?mol)、-78.987J/(K?mol)和-82.687J/(K?mol),然后呈上升趋势。     

吸附制冷用复合吸附剂的吸附等温线推算

用真空重力法测定了水和乙醇在自制复合吸附剂上的吸附等温线。采用由微孔填充理论导出的吸附平衡方程对所测得的等温线进行了拟合,计算相应的吸附热;对用Clausius Clapeyron方程推算吸附等温线的方法进行了讨论,并推算有关吸附等温线。结果表明:水在自制复合吸附剂M1 0001和M1 9906上平衡吸附量的推算值与实测值之间的相对误差<10%;乙醇在自制复合吸附剂上的推算误差<15%。给出了推算等温线和获得等压线的简便方法。     

活性炭对甲苯的吸附及其等温线预测

以微波椰壳活性炭和微波再生后的活性炭吸附甲苯.测定了在20,30和40℃条件下甲苯在活性炭上的吸附等温线,采用Langmuir方程对实验数据进行拟合.结果表明,在30℃下椰壳活性炭和再生活性炭吸附甲苯的理论饱和吸附量分别为0.323 和0.273 g/g;采用Polanyi吸附势理论预测了苯在活性炭上的吸附等温线,其中...     

基于实验等温线确定超临界气体绝对吸附量的数学方法

A mathematical method was proposed for the determination of absolute adsorption from experimental isotherms. The method is based on the numerical equality of the absolute and the excess adsorption when either the gas phase density or the amount adsorbed is not quite considerable. The initial part of the experimentalisotherms, which represents the absolute adsorption, became linear with some mathematical manipulations. The linear isotherms were reliably formulated. As consequence, either the volume or the density of the supercritical adsorbate could be determined by a non-empirical way. This method was illustrated by the adsorption data of supercritical hydrogen and methane on a superactivated carbon in large ranges of temperature and pressure.     

Determination of porosity in pillared clays by N2 adsorption isotherms

N₂ adsorption isotherms of various pillared montmorillonites (PILCs) were analyzed for evaluation of their porosities. The quantitative data of the total and micropore volumes were calculated using the B.J.H. method and the t-plot, respectively. The volume of mesopores is the difference between the total volume and the micropore volume. The linear branch above the P/P ₀ of 0.5 should be used for the calculations of the micropore volume and external surface area.The evaluation of the specific surface area (SA) of the PILCs and influences of the porosity on the calculations were discussed in detail. An upper limit of the monolayer capacity of a porous solid is proposed, based on the adsorption on a nonporous solid. Due to the space restriction in the fine slit-like pores of the PILCs, the specific surface areas calculated with the B.E.T. equation using the adsorption data in a relative pressure region ranging from 0.01 to 0.1 are more accurate.The mean micropore widths of the PILCs, derived from the data of the multi-point B.E.T. SA and micropore volume consist reasonably with the pore widths obtained by XRD diffraction.The step-like curves of the t-plot in low-pressure region and of the logarithmic plot reveal presence of pores of various sizes in the pillared clays. The micropore size distribution can be derived by a new method using the N₂ adsorption data.     

Equilibrium adsorption isotherms for basic dyes onto lignite

The adsorption of two basic dyes in aqueous solutions onto lignite is reported. The adsorption equilibrium isotherms are recorded for the dyes in single component solution. The isotherms are plotted to obtain the Freundlich constants, the Langmuir constants, and the Redlich-Peterson constants.     

VOCs在MAC上吸附等温线的测定与拟合

大气中挥发性有机物（VOCs）所造成的污染严重地危害人体健康,引起了社会公众和政府的高度重视,研究高效的VOCs治理技术已是一个刻不容缓的课题.本文主要研究用微电磁天平在线测定20、60、90、140℃时甲苯、丁醇和乙酸乙酯在蜂窝状活性炭MAC上的吸附等温线,并用Langmuir、Freundlich、Langmuir-Freundlich、DR和Toth方程对吸附实验等温线进行了拟合.结果表明,MAC对3种VOCs都有比较大的吸附容量,是一种有效的治理VOCs的方法;无论在低浓度下还是在高浓度下,Toth方程都能够很好地拟合甲苯、丁醇和乙酸乙酯在MAC上的吸附等温线,相对误差不超过±6％.     

Prediction of gas‐phase adsorption isotherms using neural nets

This study investigated a number of models (the modified Sips', Dubinin‐Astakhov's, VSM theory, the generalized Khan et al.'s model and a simple artificial neural network (ANN)) to predict the effect of temperature on equilibrium adsorption of hydrocarbon gases and vapors on activated carbon. Published data on the adsorption of methane, ethane and propane on activated carbon at 311 K to 505 K were used to estimate the parameters of the conventional models and train the network. Then, the conventional models and the ANN were used to predict the isotherm at a single temperature for each adsorbate, and these results were compared with experimental data. It was found that the ANN model had a lower mean relative error than the conventional models.     

反气相色谱法研究前沥青烯的表面性质

采用反气相色谱法表征前沥青烯的表面性质,测定了其表面色散自由能及酸碱常数,并基于极性探针的吸附,得到极性探针在前沥青烯表面的极性吸附自由能DG^sp和极性吸附焓DH^sp。结果显示,温度在60～100℃范围内,前沥青烯的表面色散自由能随着温度的升高而逐渐减小。前沥青烯表面的酸常数K_a为0.91,碱常数K_b为2.98,K_b/K_a=3.27。由此可知,前沥青烯为两性偏碱性材料。     

应用Wilson方程和均相溶液理论计算固液吸附平衡

固液吸附平衡计算对于吸附分离设计具有重要意义。采用吸附质固体溶液理论并用Wilson方程描述各组分之间的相互作用,计算了6个烃类二元液体混合物在分子筛NaX和KBaY、硅凝胶和活性炭上的吸附平衡数据,进一步考察了该理论的适用性和计算精度。结果表明,该理论模型可以较好地关联二元液相混合物在固体表面的吸附等温线,关联结果的总平均相对偏差为5.0%,而且该模型可以预测其他温度下的吸附平衡,预测精度也在5%之内。