气体溶解度的分子热力学(I)——气体在非极性溶剂中的Henry常数

本文介绍一个气体在非极性溶剂中溶解度的分子热力学模型.混合物的Helmholtz自由能分三步计算:首先将处于标准态的纯组分等温混合成理想气体混合物;然后将每个分子膨胀成具有直径σ的硬球,相应的Helmholtz自由能变化用Mansoori-Carnahan-Starling-Leland方程计算;最后按LJ12-6位能函数给分子充以位能,形成实际流体混合物.在这最后一步中,引入一个近似的径向分布函数:g_(ij)(γ)=H(γ-γ_(ij))+βδ(γ-γ_(ij)).Henry常数则通过剩余化学位求得.与计算机模拟实验数据比较的结果表明:在使用同样的LJ参数的条件下,本模型的预测结果显著优于常用的Pierotti理论.对于实际系统,本模型一般只用一个可调参数便可在较大的温度范围内很好地关联各种气体在C_1—C_(20)的正烷烃及其异构体、环烷烃、芳香烃和一些液化气体中的Henry常数.计算的△(?)_(s1),△(?)_(s1)及(?)_1亦令人满意.     

气体溶解度的分子热力学(Ⅲ)气体在1—1价电解质溶液中的Henry常数

本工作将胡英、徐英年、Prausnitz建立的气体溶解度的分子热力学模型推广到溶剂为电解质溶液的系统中.为计入离子电荷对流体混合物Helmholtz自由能的影响,作者考虑了位于中性分子的第一配位圈中离子的电荷与此分子的诱导偶极和偶极的相互作用.对于第一配位圈以外的离子的影响则由于正、负电荷关于中心分子的对称分布而略去.本模型给出了有效离子硬球直径与Pauling晶格直径的关联式σ=ησ~(cryatal)、其中,η=-6.645+747.2511/T+2.9539×10~(-2)T-5.05798×10~(-5)T~2+3.2431×10~(-8)T~3,T>453.15K时η=1.021.对78个1-1价电解质系统的计算结果表明,本模型只需要气体在水中的分子参数即可在很大的温度和电解质浓度范围内(273K相似文献   

农药中挥发性溶剂的气体检测方法研究

根据农药溶剂中挥发性气体的特性,选用定制的plot毛细管色谱柱与中等极性毛细管色谱柱作为分离系统,利用气体传感器进行浓度识别,对农药溶剂中的挥发性气体进行分析检测。设计制作了预处理系统完成样品气体的采集与进样,通过色谱系统进行分析检测。针对农药溶剂挥发性气体:乙醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、苯和甲苯的混合气体进行检测,苯的检测体积分数可以达到1×10^-6,乙醇的检测体积分数可以达到2×10^-6。     

计算气体传递系数的林纳德-琼斯分子碰撞函数的经验式

在化学工程研究及计算中,传递系数(粘度、扩散系数及导热系数)是重要的物性数据。在迅速发展的石油、化工过程中,经常碰到一些物料缺乏实测数据,因而需要应用预测计算的方法。对于气体来说,这类预测需要藉助于分子运动理论,其中预测结果最好的方法之一是利用林纳德-琼斯式来描述实际分子间的相互作用,按此模型表达为分子碰撞函数,用以计算非极性气体的传递系数,其关联式如下(适用于常压):     

离子液体气体干燥技术的研究进展

离子液体（ionic liquids, ILs）被视为化工中传统溶剂的优良替代物,使用它们作为溶剂吸收可凝性气体时,具有溶剂损失少、无腐蚀和稳定性强等优点。一些ILs具有很强的吸水性,所以在气体干燥领域ILs受到了广泛关注。本文介绍了用于预测气体在ILs中溶解度的预测型分子热力学模型和气体在ILs中的实验测量方法,具体分析了ILs对CH₄、CO₂等气体的干燥机理和工艺,最后对ILs用于气体干燥的基础研究作出展望。     

基团贡献法预测含极性基团离子液体对气体的溶解选择性

室温离子液体是一种“绿色溶剂”,具有独特的气体溶解选择性.基于正规溶液理论,根据文献发表的常规咪唑盐离子液体对不同气体的溶解度数据,结合基团贡献法预测了常压下CO2、CH4、N2、CO在含氰基、醚键等极性基团的咪唑盐离子液体中的亨利系数,进而得到不同气体在该类离子液体中的溶解选择性.结果表明,极性基团的引入有助于提高咪...     

气体在混合溶液中溶解度的分子热力学计算

开发出一个分子热力学模型来预测低压下难溶于溶剂且不与溶剂发生反应的气体在二元混合溶液的溶解度,混合物中含有缔合作用成分及溶剂化作用成分,即形成配位化合物。在该模型中,Gibbs能为三个等温混合过程的和。溶质的偏摩尔过量Gibbs能由两部分组成,即化学和物理贡献。为了验证该模型的准确性,将该模型用于计算氮气在丙酮和氯仿混合物的溶解度。考虑实验的不确定度,氮气在二元混合溶液中的溶解度与实验数据吻合良好。     

汽液平衡盐效应的分子热力学──乙醇-水-1-1型电解质系统恒压汽液平衡盐效应参数的计算

测定了6个乙醇-水-1-1型电解质系统（LiCl、LiBr、NaBr、NaAc、KCl、KI）恒压（100.8kPa）条件下的汽液平衡盐效应参数.在Pierotti定标粒子溶液理论基础上提出非电解质浓度任意变化条件下含盐双液系汽液平衡盐效应参数的计算方法.硬球作用项采用Masterton-Lee方程计算，软球作用项采用胡英等人建议的分子热力学模型计算．对于乙醇-水极性混合溶剂系统，离子-中心分子的碰撞直径考虑离子溶剂化的影响，以离子的溶剂化系数为可调参数，拟合出混合溶剂的局部介电常数与乙醇摩尔分数的关联方程．预测结果表明，在很大液相浓度范围（X_1=0.143～0.700）内14个乙醇-水-1-1型电解质系统52个盐效应参数的平均相对误差为7.76％     

汽液平衡盐效应的分子热力学──乙醇-水-1-1型电解质系统恒压汽液平衡盐效应参数的计算

测定了6个乙醇-水-1-1型电解质系统（LiCl、LiBr、NaBr、NaAc、KCl、KI）恒压（100.8kPa）条件下的汽液平衡盐效应参数.在Pierotti定标粒子溶液理论基础上提出非电解质浓度任意变化条件下含盐双液系汽液平衡盐效应参数的计算方法.硬球作用项采用Masterton-Lee方程计算，软球作用项采用胡英等人建议的分子热力学模型计算．对于乙醇-水极性混合溶剂系统，离子-中心分子的碰撞直径考虑离子溶剂化的影响，以离子的溶剂化系数为可调参数，拟合出混合溶剂的局部介电常数与乙醇摩尔分数的关联方程．预测结果表明，在很大液相浓度范围（X_1=0.143～0.700）内14个乙醇-水-1-1型电解质系统52个盐效应参数的平均相对误差为7.76％     

CO等气体在苯酚中的溶解度的测定及关联

建立了一套用于测定高中压下气体在黏度大、易结晶高黏度溶剂中溶解度的汽液平衡测定装置,该装置采用整体温浴、流动的方法很好地解决了溶剂苯酚易结晶而带来操作困难的问题,利用该套高中压汽液平衡测定装置,在不同温度和压力下,测定了CO₂、CO、N₂、O₂气体在纯苯酚中的溶解度数据.采用RK方程的维里展开式和正规溶液理论推算得到的气体溶解度与温度和压力的函数关系式,并对相同温度和压力下CO等气体在纯苯酚中的溶解度进行了三参数关联,得出了溶解度的计算模型.最后,用这一模型关联计算CO₂、N₂、O₂和CO在纯苯酚中的溶解度,结果表明,计算值和实验值误差较小,因此,该计算模型可以用于对相同温度下加压气体在纯苯酚中溶解度的关联和内插计算.     

中空纤维膜气体溶剂的吸收分离过程

测定了不同条件下聚丙烯疏水性中空纤维膜组件中ＣＯ２－ＮａＯＨ体系气体溶剂吸收过程的总传质系数．建立了溶剂吸收过程总传质系数的计算模型．以此模型为基础,结合实验结果对气体溶剂吸收过程进行了分析,提出了提高总传质系数的有效方法．     

低温下气体在甲醇中的溶解度

本文介绍以统计力学为基础计算气体亨利系数的理论——定比质点原理。在利用这一原理计算甲醇系统中气体的亨利系数时,还应引入修正系数。本文还给出了七种气体的分子参数,并且算出了这些气体在不同温度下的专利系数。     

溶剂分子在EPDM中的扩散行为

选取了正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、异辛烷五种烷类溶剂以及二乙胺、三乙胺、正丙胺、正丁胺四种胺类溶剂对三元乙丙橡胶(EPDM)进行溶胀实验,记录了EPDM在各个溶剂中从初始到平衡的整个溶胀过程,计算了EPDM在各个溶剂中的最大溶胀比、EPDM溶胀平衡时的平衡摩尔吸收率以及溶剂分子在EPDM中的扩散系数,并对溶剂分子在EPDM中扩散的影响因素进行了总结。研究发现,EPDM在溶剂中的平衡摩尔吸收率以及最大溶胀比主要受溶剂与橡胶的极性差异以及溶剂的摩尔体积影响,极性越近、溶剂的摩尔体积越小,EPDM的平衡摩尔吸收率和最大溶胀比越大;而溶剂在EPDM中的扩散速率则同时受溶剂与橡胶的极性差异、溶剂的摩尔体积以及溶剂的分子结构影响,环状结构和侧基的存在会减小溶剂分子在EPDM中的扩散速率。     

一种预测气体在混合溶剂中亨利常数的新方法

本文将Prausnitz提出的计算气体在混合溶剂中亨利常数的一般式中q1△项,分解为一个只与混合溶剂有关的参数A_(23)和一个只与气体在纯溶剂中亨利常数有关的常数两部分,为预测气体在混合溶剂中溶解度提供了一种新的方法。参数A_(23)由任一气体在混合溶剂中的溶解度进行估计。利用这一方法,可以从一种气体的溶解度预测其它气体在同一混合溶剂中的溶解度。在较大的温度范围内,预测了各种气体在醇—水混合溶剂中的溶解度,结果明显优于其它方法。     

酯类气体粘度的拓扑学研究

根据分子的图形特征,以邻接矩阵为基础,建构新的基团染色指数mR,以表征酯分子的大小和分支的情况。并研究了基团染色指数mR与酯类气体粘度之间的定量关系,发现该指数与酯类气体粘度有良好的相关性,估算了酯分子在5种不同温度下的粘度值,各样本总体所建模型的相关系数均在0.96以上。对酯类化合物气体粘度的计算结果表明,预测值与实验值的一致性令人满意,平均相对误差小于2.30%。并采用留一法对模型稳健性进行了检验。     

气体在热流逸效应作用下的压力与流量特性

为深刻认识热流逸现象,引入几何系数和净质量流量减少率,研究了13种气体在热流逸效应下压差和净质量流量与微通道结构尺寸特征、气体特性、流动领域及温差等因素的关系。结果表明,净质量流量随努森数与几何系数的增大迅速衰减,当努森数达2.4左右或几何系数达1000左右时均减少99%;在过渡流领域大部分非极性分子气体的净质量流量高于极性分子气体,且黏性指数较小的气体其净质量流量较大;在自由分子流领域,分子质量较大或黏性较大的气体其净质量流量较大。压差在过渡流领域随努森数增大而增大,当流态进入自由分子流领域后达到最大值并恒定,且较过渡流领域的峰值高约17.8%。温差每升高10 K,净质量流量与压差分别平均增大约18%和15%,且在过渡流领域,气体的黏性指数越大其净质量流量受温差的影响就越大。因微通道尺寸与气体流态相互耦合,故应视压差或流量的具体需求来确定适宜的流态与微通道结构。指出了热流逸效应若干应用需侧重考虑的要点。     

高浓氯化氢气体吸收的若干问题探讨

高浓氯化氢气体吸收过程伴有多种热效应,包括溶解热、蒸发热以及汽液间的传热.到目前为止,还没有一个严格可靠的模型完全适用于高浓氯化氢气体吸收计算.本文对高浓氯化氢气体吸收的基本特点、计算模型及其适用限制、模型中传质系数的计算等问题作了一些探讨.     

NTO结晶形貌的预测

采用修正的附着能(AE)模型预测了3-硝基-1,2,4-三唑-5酮(NTO)在真空和溶剂中的晶体形貌。研究了溶剂水、甲醇对重结晶晶体形貌控制的影响。结果表明,在真空中,NTO晶体的(100)和(001)晶面方向分子键合能量最低,是最重要的生长面,(010)晶面为极性生长面。受分子间氢键的影响,水中各晶面受抑制作用大小为(010)(100)(001),甲醇中为(010)(100)≈(001)。由NTO晶体附着能和对溶剂分子的吸附作用可知,真空中晶貌由晶面法线方向的分子键链强度决定,在水、甲醇中还受极性基团同溶剂分子形成氢键的强弱、方向控制。     

扰动硬链理论状态方程式在含有极性溶剂汽液相平衡体系中的应用

本文探讨了扰动硬链(perturbed-hard-chain)理论状态方程式对含有极性溶剂CH_3OH、H_2O及CO_2、CO、H_2、CH_4、N_2、Ar等气体溶质组成的混合体系的适用性.优化计算文献数据求得上列各种物质的有关参数.发现,无论是极性物质对还是极性物质与非极性物质对的调整参数,都与温度有关,应按温度的单变量多项式β=a_0+a_1T+a_2T~2取值.应用这些参数计算CH_3OH-H_2O-CO_2-CO-H_2-CH_4-N_2-Ar八元体系汽液相平衡数据,结果满意.     

超临界气体抽提分离

超临界气体是处于超越临界温度及临界压力状态之气体。这个状态的物质常常不称为气体或液体,而被称为流体。 所谓的超临界气体抽提分离是以临近临界点的超临界气体为抽提溶剂而提取所需成分,应用接近于临界点溶剂的特有性质而将所需成分和溶剂分离。这种方法与液液抽提、固液抽提等方法相似,都是加入溶剂而