HKUST-1顆粒對低濃度氙氪混合氣體動態(tài)吸附分離性能的研究

陳 彬,傅 鈺,曹 天,伍 岳,張文祥,韋冠一,武 山,*,馬和平,*

(1.西安交通大學(xué) 化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院,陜西 西安 710049;2.西北核技術(shù)研究所,陜西 西安 710024)

核數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性對核基礎(chǔ)研究和核技術(shù)應(yīng)用具有重要意義[1-3]。惰性氣體Xe由于其特殊的理化性質(zhì)可用于核材料的中子活化分析[4-5],但在測量放射性Xe同位素時往往存在放射性Kr同位素的干擾[6],所以測量前有必要對放射性Xe和Kr進(jìn)行分離。另外,乏燃料后處理廢氣中含有低濃度的放射性Xe和Kr同位素[7-8],其中有些放射性同位素具有很長的半衰期,必須從放射性廢氣中將其捕獲和分離以防止污染環(huán)境[9-11]。因此低濃度放射性Xe和Kr的吸附分離對其核數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性以及核廢氣的凈化均具有重要意義。

目前,低溫精餾法是從空氣和核廢氣中分離Xe和Kr的主要方法[12-13]。但空氣和核廢氣中Xe和Kr的濃度很低,需要多級富集才能將其有效分離,所以低濃度Xe和Kr的分離富集純化難度大且能耗高?；诠腆w多孔吸附劑的吸附分離法因其工藝成熟、能耗低和投資成本小,已廣泛應(yīng)用于各種氣體混合物的分離和純化,利用吸附分離法分離Xe和Kr有望替代低溫精餾法[14-17]。

采用吸附分離法分離純化Xe和Kr時,使用高Xe吸附容量和Xe/Kr吸附選擇性的吸附劑是獲得較好Xe和Kr分離純化效果的重要前提[7,16,18]。盡管分子篩和活性炭已廣泛用于Xe和Kr吸附分離的研究[14,19],且某些牌號的活性炭已用于核廢氣凈化[20],但分子篩和活性炭存在吸附容量小和/或吸附選擇性差以及缺乏結(jié)構(gòu)多樣性的問題。金屬有機(jī)骨架(MOFs)材料是利用金屬離子與有機(jī)配體之間的配位作用形成的一種新型的多孔晶體材料,MOFs材料模塊化的合成策略可以系統(tǒng)調(diào)節(jié)其化學(xué)功能和孔徑大小,為適合特定應(yīng)用場景的材料定制提供了可能[21]。金屬有機(jī)骨架材料HKUST-1由銅離子和1,3,5-均苯三甲酸配位形成,其結(jié)構(gòu)同時具有內(nèi)徑約0.5、1.1、1.3 nm 3個孔腔以及配位不飽和銅位點[22],使得HKUST-1具有高比表面積和對氣體選擇性吸附的特點。所以,HKUST-1自20世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)以來在氣體吸附分離領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注[7,23-26]。

使用吸附柱吸附分離氣體時,要求裝填在柱內(nèi)的吸附劑具備一定大小的粒徑,以避免吸附柱壓降過大和管路粉塵污染的問題[27-28]。然而,當(dāng)前合成的MOFs材料多數(shù)是nm至μm級的粉末,因此,使用前必須將MOFs粉末造粒成型。另外,為減小吸附劑在裝填和使用過程中的磨損,吸附劑需具備一定的抗壓性[29],所以,有必要開展MOFs顆粒樣品的抗壓性能表征。

吸附柱的穿透時間是吸附操作工藝流程設(shè)計的重要參數(shù),所以,對吸附質(zhì)在吸附柱上穿透時間的預(yù)測對實際吸附操作過程具有重要意義[30-31]。文獻(xiàn)已報道了大量半經(jīng)驗方程用于預(yù)測揮發(fā)性有機(jī)氣體在活性炭吸附柱上的穿透時間,由于惠勒-瓊斯方程中各參數(shù)物理意義明晰且與實驗結(jié)果擬合效果良好[32-35],所以使用最為廣泛。然而,鮮有惠勒-瓊斯方程用于Xe在MOFs顆粒上穿透曲線的預(yù)測研究[36-38]。

本文首先通過調(diào)配合適的聚乙烯醇粘結(jié)劑和HKUST-1粉末的質(zhì)量配比對HKUST-1粉末進(jìn)行造粒成型,測試分析顆粒樣品的抗壓性能,然后對HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品的Xe(Kr)靜態(tài)吸附性能進(jìn)行表征,最后通過穿透曲線法研究HKUST-1顆粒樣品動態(tài)吸附分離低濃度Xe和Kr的性能,評價瞬時進(jìn)樣流量對動態(tài)吸附分離性能的影響,并使用惠勒-瓊斯方程預(yù)測Xe穿透曲線,為HKUST-1顆粒吸附劑分離低濃度Xe和Kr的實際應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1 實驗

1.1 主要試劑

三水合硝酸銅、1,3,5-均苯三甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、甲醇、乙醇、聚乙烯醇、海藻酸鈉、氯化鈣,分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。高純N2(99.999%)、高純He(99.999%)、高純Xe(99.999%)、高純Kr(99.999%)、Xe/Kr混合氣體(Xe含量50 ppm,Kr含量50 ppm,He平衡),大連大特氣體有限公司。

1.2 主要儀器

ZAJ-Ⅱ型智能強(qiáng)度試驗機(jī),大連智能測試機(jī)廠;Quanta FEG 250型掃描電子顯微鏡(SEM),美國FEI公司;BSD-PS1型靜態(tài)容量法物理吸附儀、BSD-MAB型氣體穿透曲線分析儀,貝士德儀器科技(北京)有限公司。

1.3 HKUST-1粉末樣品合成

HKUST-1粉末樣品采用溶劑熱法[22,28]合成,具體過程如下:1) 在100 mL等體積比的N,N-二甲基甲酰胺/乙醇/去離子水混合溶液中依次加入1,3,5-均苯三甲酸(2.02 g)和三水合硝酸銅(4.16 g),隨后將混合溶液超聲處理,使固體原料充分溶解;2) 將混合液置于250 mL的螺帽蓋廣口瓶中,擰緊瓶蓋后置于85 ℃烘箱中,加熱反應(yīng)48 h后在烘箱內(nèi)自然冷卻至室溫,將廣口瓶中的產(chǎn)物進(jìn)行過濾;3) 將產(chǎn)物用去離子水離心清洗3次,用N,N-二甲基甲酰胺浸泡2 d(每12 h置換1次溶液)后抽濾,再用二氯甲烷浸泡2 d(每12 h置換1次溶液),用甲醇進(jìn)行索氏提取,以充分移除材料孔道中的雜質(zhì);4) 將初步干燥后的產(chǎn)物置于真空干燥箱中,在160 ℃下真空干燥24 h,得到深藍(lán)色的HKUST-1晶體粉末。

1.4 HKUST-1顆粒樣品制備

將HKUST-1粉末樣品采用200目的篩網(wǎng)進(jìn)行初步篩分以去除團(tuán)聚顆粒,再采用粘結(jié)劑成型[27,39],成型過程如下:1) 將3%聚乙烯醇和0.5%海藻酸鈉攪拌溶解于乙醇溶液中;2) 在氮氣氣氛下將初篩后的HKUST-1粉末樣品少量多次加入第1步配制的溶液中,得到固體含量為25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的漿料;3) 通過注射器將漿料滴注入0.5%氯化鈣溶液中,室溫靜置固化180 min;4) 將固化后的上層溶液傾倒出,用過濾裝置將剩余溶液濾出,收集成型顆粒,并在60 ℃下真空干燥24 h,得到成型的HKUST-1顆粒樣品。此外,為方便開展HKUST-1顆粒樣品的靜態(tài)和動態(tài)吸附測試,對成型樣品破碎并篩分至20～30目[18],將HKUST-1顆粒樣品命名為G HKUST-1。

1.5 靜態(tài)吸附測試及計算

采用靜態(tài)容量法物理吸附儀測試樣品在0 ℃和25 ℃下的Xe和Kr吸附等溫線,吸附壓力為0～100 kPa,樣品測試前在160 ℃真空活化12 h。

亨利系數(shù)表示低吸附壓力下吸附質(zhì)在體積相和吸附相之間的分配,可用于表征吸附劑和吸附質(zhì)之間的作用強(qiáng)度[40]。對Xe和Kr低壓吸附數(shù)據(jù)(Xe吸附壓力范圍為0～10 kPa,Kr吸附壓力范圍為0～20 kPa,下同)使用式(1)所示的雙位點Langmuir吸附等溫線(D-L)方程進(jìn)行擬合。

(1)

其中:qs為Xe(Kr)的靜態(tài)吸附量,mmol/g;qm1和qm2為兩個位點的飽和靜態(tài)吸附量,mmol/g;k1和k2為兩個位點的親和系數(shù),kPa-1;p為Xe(Kr)吸附壓力,kPa。當(dāng)Xe(Kr)吸附壓力p趨于0 kPa時,得到樣品的Xe(Kr)亨利系數(shù)(HXe/Kr)qm1k1+qm2k2,Xe和Kr亨利系數(shù)的比值即為Xe/Kr亨利選擇性(SH)。

低吸附量下的Xe和Kr等量吸附熱使用0 ℃和25 ℃的低壓吸附數(shù)據(jù)計算得到。吸附數(shù)據(jù)由式(2)所示的維里方程進(jìn)行擬合[41]。

(2)

其中:N為Xe(Kr)的吸附量,mmol/g;p為Xe(Kr)吸附壓力,mmHg;ai和bj為與溫度無關(guān)的參數(shù);T為吸附溫度,K;m和n為用于提高擬合效果的參數(shù)。將由式(2)擬合得到的參數(shù)代入式(3)即可計算得Xe(Kr)的等量吸附熱(Qst,kJ/mol)。

(3)

其中,R為氣體常數(shù)。

1.6 動態(tài)吸附分離測試及計算

使用氣體穿透曲線分析儀開展顆粒樣品在25 ℃和100 kPa下動態(tài)吸附分離低濃度Xe和Kr的表征。

動態(tài)吸附分離測試過程如下:1) 將顆粒樣品置于160 ℃下真空活化2 h,待顆粒樣品冷卻至室溫后將其裝入φ10 mm×100 mm的石英吸附柱,填充適量石英棉防止樣品粉塵流入儀器管路,填充適量石英棒減小管路死體積,HKUST-1顆粒裝填長度和裝填質(zhì)量分別為50 mm和1.19 g;2) 在160 ℃下使用高純He以50 mL/min的瞬時吹掃流量吹掃30 min,去除顆粒樣品裝填過程中吸附的氣體以及管路中的殘留氣體;3) 待吸附柱冷卻至室溫后,將其置于25 ℃的循環(huán)水浴中,恒溫靜置15 min;4) 使用質(zhì)量流量控制器將Xe/Kr混合氣體以一定的瞬時流量(15、25、35、50 mL/min)通過吸附柱,使用在線質(zhì)譜實時監(jiān)測吸附柱出口尾氣中Xe和Kr的濃度。

采用式(4)計算顆粒樣品對Xe和Kr的動態(tài)吸附量[31]。

(4)

其中:qd為動態(tài)吸附量,mmol/kg;F為混合氣體流量,mL/min;m為顆粒樣品裝填質(zhì)量,g;t為進(jìn)樣時間,min;c為吸附質(zhì)的出口濃度,ppm;c0為吸附質(zhì)的進(jìn)口濃度,ppm。取c/c0=0.02時對應(yīng)的時間為穿透時間tb(min);取c/c0=0.999時對應(yīng)的時間為飽和吸附時間ts(min)。

對于混合氣體,可用式(5)計算顆粒樣品對混合氣體的分離效果[30]。

(5)

其中:Sd為動態(tài)吸附選擇性;qXe(qKr)和yXe(yKr)分別為實驗條件下Xe(Kr)的動態(tài)吸附量和混合氣體中Xe(Kr)的摩爾分?jǐn)?shù)。

使用式(6)所示的惠勒-瓊斯方程預(yù)測Xe在HKUST-1顆粒樣品上的穿透曲線。

(6)

其中:V為吸附劑裝填體積,cm3;kv為吸附速率常數(shù),1/min。

文獻(xiàn)中通常采用式(6)線性擬合穿透曲線初始部分?jǐn)?shù)據(jù),從而獲得參數(shù)q和kv。但線性擬合過程中,選取不同線性段可能會得到不同的q和kv。所以采用式(7)非線性擬合穿透曲線初始部分?jǐn)?shù)據(jù),以提高擬合數(shù)據(jù)的可靠性[42]。

(7)

其中:a=Vkv/F;b=Vkvc0/qm。由a和b的關(guān)系式可得q=aFc0/bm和kv=aF/V。

1.7 表征

使用強(qiáng)度試驗機(jī)對樣品開展抗壓性能測試,測試前使用游標(biāo)卡尺量取樣品上下、左右和前后的3處直徑,并取平均值作為計算樣品抗壓強(qiáng)度所需的直徑;采用SEM觀測樣品的微觀形貌,測試電壓為30 kV。

2 結(jié)果與討論

2.1 抗壓強(qiáng)度

使用強(qiáng)度試驗機(jī)對HKUST-1顆粒樣品(樣品編號為1#～6#)開展了抗壓強(qiáng)度測試,結(jié)果如圖1所示。由圖1可知,HKUST-1顆粒樣品的平均抗壓強(qiáng)度為5 N/mm,基本達(dá)到了抗壓強(qiáng)度(壓碎強(qiáng)度與直徑之比)≥6 N/mm的工業(yè)使用要求[29]。對HKUST-1顆粒樣品碎裂后的斷裂面使用SEM進(jìn)行了觀測,結(jié)果示于圖2。由圖2a可知,斷裂面上粉末晶粒與粘結(jié)劑混合較均勻,且粉末晶粒含量較高。由圖2b可知,粘結(jié)劑斷裂過程中發(fā)生了明顯的變形,這與粘結(jié)劑具有較好的塑性有關(guān)。HKUST-1顆粒樣品具有相對較平整的斷裂面,表明HKUST-1顆粒樣品的碎裂主要是由粘接劑與粉末晶粒界面間的脫落引起的。

圖1 HKUST-1顆粒樣品的抗壓強(qiáng)度

圖2 HKUST-1顆粒樣品(a)和固化后粘結(jié)劑(b)斷面的SEM圖像

2.2 靜態(tài)吸附分離性能

HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品在0 ℃和25 ℃下對Xe和Kr的吸附等溫線如圖3所示。由圖3可知,HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品對Xe的吸附量均大于對Kr的吸附量,說明在實驗溫度下HKUST-1表現(xiàn)出選擇性吸附Xe的性能。HKUST-1粉末樣品在25 ℃吸附溫度和100 kPa吸附壓力下對Xe和Kr的吸附量與文獻(xiàn)[41]報道相符,分別為3.9 mmol/g和0.92 mmol/g。從圖3a可看出,在0 ℃下、吸附壓力大于10 kPa時,HKUST-1粉末樣品對Xe的吸附量明顯大于顆粒樣品,尤其在100 kPa時HKUST-1粉末樣品(7.2 mmol/g)對Xe的吸附量較顆粒樣品(6.4 mmol/g)高約13%。這與前期造粒對樣品比表面積影響的研究結(jié)果[39]相符,HKUST-1粉末樣品的BET比表面積(1 587 cm2/g)較顆粒樣品(1 410 cm2/g)高約13%。在25 ℃下HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品對Xe的吸附量在0～100 kPa范圍內(nèi)基本相同。以上結(jié)果表明,吸附溫度升高時,造粒對HKUST-1吸附Xe的影響減小。由圖3b可知,上述現(xiàn)象同樣發(fā)生于HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品對Kr的吸附。

對圖3低壓段吸附數(shù)據(jù)使用D-L方程進(jìn)行擬合,由擬合參數(shù)計算亨利系數(shù)和亨利選擇性,擬合結(jié)果如圖4所示,計算結(jié)果如表1所列。由圖4可知,D-L方程對Xe和Kr低壓段的吸附數(shù)據(jù)擬合效果良好,說明低吸附壓力下的吸附量和壓力之間的關(guān)系可用D-L方程描述。由表1可知,25 ℃時HKUST-1顆粒樣品的Xe亨利系數(shù)較粉末樣品的Xe亨利系數(shù)略大,而顆粒樣品和粉末樣品的Kr亨利系數(shù)基本相同,這可能是由于粘結(jié)劑中的極性官能團(tuán)(羥基和羧基)與Xe有較強(qiáng)的相互作用,而Kr的極化率較Xe的極化率小[21],所以極性官能團(tuán)對Kr吸附影響較小所致。0 ℃時HKUST-1粉末樣品的Xe亨利系數(shù)較顆粒樣品的Xe亨利系數(shù)高約14%(Kr約9%),這與造粒對樣品比表面積的影響類似,表明吸附溫度降低時,材料比表面積對Xe(Kr)吸附性能的影響增大。雖然在相同吸附溫度下的HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品對Xe(Kr)亨利系數(shù)略有差異,但對Xe/Kr亨利選擇性差別不大,說明造粒對HKUST-1吸附分離低濃度Xe和Kr的影響較小。另外,25 ℃時HUKST-1粉末樣品的Xe亨利系數(shù)和Xe/Kr亨利選擇性與文獻(xiàn)報道值(0.122 mmol/(g·kPa)和8.5)[26]相符。

表1 亨利系數(shù)和亨利選擇性

圖4 HKUST-1樣品低壓區(qū)Xe和Kr吸附數(shù)據(jù)的雙位點Langmuir吸附等溫線擬合結(jié)果

采用維里方程對HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品在0 ℃和25 ℃下的Xe(Kr)低壓吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,將擬合所得參數(shù)代入式(3),即可計算得Xe和Kr的等量吸附熱,結(jié)果如圖5所示。由圖5a、b可知,不同吸附溫度下的Xe和Kr低壓段吸附數(shù)據(jù)使用維里方程擬合的效果良好。由圖5c可見,HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品對Xe的等量吸附熱均大于對Kr的等量吸附熱,說明HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品與Xe的相互作用強(qiáng)于與Kr的相互作用,這與亨利系數(shù)的計算結(jié)果相符。另外,HKUST-1粉末樣品對Xe和Kr的零點等量吸附熱分別為26.2 kJ/mol和18.5 kJ/mol,HKUST-1顆粒樣品對Xe和Kr的零點等量吸附熱分別為23.3 kJ/mol和15.5 kJ/mol?？梢钥闯?造粒后HKUST-1對Xe和Kr的零點等量吸附熱均有所降低,這有利于樣品的再生。

圖5 HKUST-1樣品低壓區(qū)Xe(a)和Kr(b)吸附數(shù)據(jù)的維里方程擬合結(jié)果以及Xe和Kr(c)等量吸附熱

2.3 動態(tài)吸附分離性能

HKUST-1顆粒樣品在不同瞬時進(jìn)樣流量下的穿透曲線如圖6所示。由圖6可看出,HKUST-1顆粒樣品可有效分離低濃度Xe/Kr混氣體中的Xe和Kr。隨著瞬時流量從15 mL/min增加至50 mL/min時,Xe穿透時間依次減小,為6.3、4.3、3.6、2.6 min/g,相應(yīng)地,Kr穿透時間也依次減小,而且穿透曲線變得陡直。這是因為當(dāng)瞬時進(jìn)樣流量增大時,相同時間內(nèi)會有更多氣體分子進(jìn)入吸附區(qū)域與樣品接觸,傳質(zhì)速率加快,從而縮短了穿透時間,并且使其更快地達(dá)到吸附飽和狀態(tài)[43]。另外,穿透過程中沒有出現(xiàn)“隆起”的競爭吸附現(xiàn)象[40],這是由于混合氣中Xe和Kr的濃度低,HKUST-1顆粒樣品具有足夠的吸附位點用于吸附Xe和Kr。

圖6 不同瞬時進(jìn)樣流量下Xe/Kr混合氣體在HKUST-1顆粒吸附柱上的穿透曲線

由穿透實驗數(shù)據(jù)分別計算了Xe穿透時以及飽和吸附條件下HKUST-1顆粒樣品對Xe和Kr的動態(tài)吸附量以及Xe/Kr動態(tài)吸附選擇性(Sd),結(jié)果如圖7所示。由圖7a可知,隨著瞬時進(jìn)樣流量的增大,Xe穿透時對應(yīng)的Xe動態(tài)吸附量(Xe穿透吸附量)增大,當(dāng)瞬時進(jìn)樣流量大于35 mL/min后,Xe動態(tài)吸附量增幅減小。這是由于在Xe剛處于穿透時,吸附柱內(nèi)還有一段傳質(zhì)區(qū)可用于Xe的吸附,瞬時進(jìn)樣流量增大有利于Xe的傳質(zhì)吸附;不過瞬時進(jìn)樣流量增大到一定程度后,Xe與HKUST-1顆粒樣品的接觸時間變短,會影響吸附效果。Xe穿透時對應(yīng)的Kr動態(tài)吸附量基本保持恒定,這是因為Xe穿透時Kr基本達(dá)到飽和吸附狀態(tài)。最終使得Xe穿透時的Xe/Kr動態(tài)吸附選擇性隨瞬時進(jìn)樣流量的增大而緩慢增大。由圖7b可知,Xe和Kr的動態(tài)飽和吸附量在不同瞬時進(jìn)樣流量下基本保持不變,使得對應(yīng)的Xe/Kr動態(tài)吸附選擇性在不同瞬時進(jìn)樣流量下也基本保持不變。值得注意的是,Xe飽和狀態(tài)下的Xe/Kr動態(tài)吸附選擇性(3.9)小于Xe/Kr亨利選擇性(11.0),這主要是因為亨利選擇性是由靜態(tài)吸附數(shù)據(jù)獲得,無法完全反映氣體動態(tài)吸附分離情況。

使用惠勒-瓊斯方程對不同瞬時進(jìn)樣流量下c/c0≤0.02的Xe穿透曲線進(jìn)行了非線性擬合,擬合所得參數(shù)及相關(guān)系數(shù)列于表2。由表2可知,惠勒-瓊斯方程對不同瞬時進(jìn)樣流量下的穿透曲線初始部分均具有較好的擬合效果,說明該方程可用于預(yù)測Xe在HKUST-1顆粒吸附柱上穿透的初始階段。

由擬合參數(shù)計算得到的Xe穿透吸附量如圖8所示,同時與用式(4)計算得到的Xe穿透吸附量進(jìn)行了比較。由圖8可以看出,兩種方法計算得到的Xe穿透吸附量隨瞬時流量的變化趨勢基本相同,但大小不同,這是因為惠勒-瓊斯方程沒有考慮氣體軸向擴(kuò)散和床層孔隙率等因素[43],使得惠勒-瓊斯方程計算得到的吸附量偏大。

圖8 HKUST-1顆粒樣品不同瞬時進(jìn)樣流量下的Xe穿透吸附量

吸附速率常數(shù)kv與線速度(瞬時流量與吸附柱截面積的比值)的關(guān)系以及擬合曲線如圖9所示。由圖9可知,Xe吸附速率常數(shù)隨線速度的增大而增大,說明提高線速度有利于Xe在HKUST-1顆粒樣品中擴(kuò)散傳質(zhì),這也與圖6中Xe穿透曲線隨著瞬時進(jìn)樣流量的增大而變得陡直的實驗結(jié)果相符。

圖9 HKUST-1顆粒樣品不同線速度下的Xe吸附速率常數(shù)

3 結(jié)論

1) 使用聚乙烯醇作為粘結(jié)劑對HKUST-1粉末進(jìn)行了造粒成型,成型后HKUST-1顆粒樣品平均直徑為4.4 mm,平均抗壓強(qiáng)度為5.0 N/mm。

2) 在相同吸附溫度下,HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品低吸附壓力下的Xe(Kr)吸附量、Xe(Kr)亨利系數(shù)以及Xe/Kr亨利選擇性分別基本相同。HKUST-1粉末樣品和顆粒樣品0 ℃時的Xe(Kr)亨利系數(shù)和Xe/Kr亨利選擇性大于25 ℃時的值。造粒后HKUST-1對Xe和Kr的零點等量吸附熱較造粒前分別減少約11%和16%。

3) Xe穿透時刻對應(yīng)的Xe動態(tài)吸附量和Xe/Kr動態(tài)吸附選擇性隨瞬時進(jìn)樣流量的增大而增大。Xe和Kr的動態(tài)飽和吸附量及相應(yīng)的Xe/Kr動態(tài)吸附選擇性在不同瞬時進(jìn)樣流量下均保持不變。

4) 惠勒-瓊斯方程對Xe穿透曲線初始部分?jǐn)M合效果較好。由惠勒-瓊斯方程獲得的Xe穿透吸附量隨瞬時進(jìn)樣流量的增大而增大,但大于相同條件下由穿透曲線積分計算得到的Xe穿透吸附量。Xe吸附速率常數(shù)隨線速度增大而增大。