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dangjingui

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[交流] 磁悬浮天平在水蒸气吸附领域的应用

磁悬浮天平在水蒸气吸附领域的应用

   本人申明：本人发表的所有内容归儒亚科技（北京）有限公司所有，凡是复制本内容，属于侵权行为。
      磁悬浮天平（MSB）在吸附领域中的一个就是水蒸气的吸附，这次以上海交通大学王老师团队发表的一篇文献为例，讲解磁悬浮天平在水蒸气中的应用。
      作为一种绿色环保的制冷技术, 吸附式制冷已经成为当前的研究热点. 它可以被低至55℃的热源温度所驱动, 可以有效利用60~150℃的低品位热能(工业余热、太阳能等). 但较大的系统尺寸和较低的制冷效率限制了吸附式制冷的发展和应用, 阻碍了其真正走向实用化和产业化, 而近些年兴起的热化学吸附式储热技术的研究则对吸附工质对的性能提出了更高的要求. 提高热驱动的吸附式制冷及储热系统性能的首要任务就是要寻找到高效的吸附工质对. 物理吸附剂由于相比化学吸附剂更加稳定而得到了更广泛的应用. 目前常用的物理吸附工质对包括硅胶/水、沸石/水、活性炭/甲醇等, 但它们的吸附量普遍偏低. 为了进一步提高传统吸附剂的吸附性能, 有效方法之一是向硅胶、沸点石等多孔物理吸附剂内浸入吸水性能较强的无机盐如CaCl2, LiCl, MgSO4, MgCl2, Na2S等进行改性。作者分别采用硅胶和活性炭为基质, 配制了硅胶-LiCl和活性炭-LiCl两种复合吸附剂, 比较了两种基质对LiCl吸附性能的影响.
   吸附剂在不同压力和温度下的吸附性能采用基于磁悬浮天平热重分析仪改造的系统来进行测量。不同于常规的热重分析仪, 该型天平采用悬浮的磁铁来传递重力变化, 这样放置样品的腔体和天平的控制单元完全隔离, 可以实现在完全封闭的环境中测量不同条件下的样品质量变化, 测量更加方便, 得到的结果也更加准确. 实验前先将样品加热到120℃, 同时打开真空泵抽真空. 至样品完全脱水后打开连接测量腔体和蒸发/冷凝器的阀门开始吸附. 保持蒸发/冷凝器的温度不变, 在某一温度下吸附达到平衡即得到该条件下的吸附量, 不断降低吸附温度可以得到一条吸附等压线, 改变蒸发/冷凝器的温度可以得到不同压力下的等压线.
   实验发现, 活性炭-LiCl复合吸附剂样品ALi40的等压线中出现了明显的吸附平台, 这可能是无水LiCl首先会与水发生化学反应生成LiCl·H2O结晶水合物, 而且可能对应于LiCl·H2O样品的液解过程在等压线上也能明显反应出来. 而以上现象在硅胶-LiCl复合吸附剂SLi40中并不明显, 这可能是由于硅胶和LiCl会发生作用使LiCl的吸水性能发生了改性. 在30℃时, ALi40的吸附量高达0.97 g/g, 高于SLi40的0.74 g/g, 说明憎水性的活性炭由于不与LiCl发生作用, 用其作为基质可以更好地发挥LiCl本身的吸水性能, 而以亲水性的硅胶作为基质会对LiCl的吸水性能产生一定的负面影响.
   图片是实验内容，可以查看链接: https://pan.baidu.com/s/1mhjDG8SqR_xuGEpRS-7gtQ 提取码: fe52

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