co2和ch 在煤基质表面竞争吸附的热力学分析 - 煤炭学报.pdf

摇 第36卷第8期 煤摇 摇 炭摇 摇 学摇 摇 报 Vol.36摇 No.8摇 摇 2011年 8月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Aug.摇 2011摇 摇 摇 文章编号:0253-9993(2011)08-1307-05 CO 和CH 在煤基质表面竞争吸附的热力学分析 2 4 1,2,3 1,2 3 周摇 来 ,冯启言 ,秦摇 勇 (1郾 中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州摇 221116;2郾 江苏省煤基CO 捕集与地质储存重点实验室,江苏徐州摇 221008;3郾 煤层气资源与成 2 藏过程教育部重点实验室(中国矿业大学),江苏 徐州摇 221008) 摘摇 要:利用煤表面自由能变化值和等量吸附热评价了25、30、40 益条件下CO 在煤层中优先吸附 2 性以及CO 与CH 竞争吸附机理。 煤吸附CO 后的表面自由能变化值要普遍大于煤吸附CH 后的 2 4 2 4 表面自由能变化值,揭示了单位面积煤基质表面对CO 吸附量要高于对CH 吸附量的热力学本质; 2 4 通过变换CO 和 CH 的等量吸附曲线,得到煤样对 CO 和 CH 的初始等量吸附热值 Q 分别为 2 4 2 4 st0 48郾2 kJ/ mol和33郾4 kJ/ mol,揭示了煤对CO 的吸附作用力要强于CH ,并且煤对CO 的等量吸附 2 4 2 热随吸附量的增加呈现增加趋势,与吸附气体分子间的相互作用力相关,表明CO 在煤基质表面存 2 在多分子层吸附。 关键词:二氧化碳;甲烷;竞争吸附;表面自由能;等量吸附热 中图分类号:O552郾33摇 摇 摇 文献标志码:A Thermodynamic analysis of competitive adsorption of CO and CH on coal matrix