高溫高壓吸附儀淺析溫度對高壓氣體吸附測試的影響

　　高壓氣體吸附測試是評價(jià)材料在高壓狀態(tài)下對某種氣體吸附能力的一種重要方法。在某一恒定溫度下，通過向一密閉腔體中投入一定量的吸附質(zhì)氣體，通過吸附前后腔體內(nèi)壓力變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可以計(jì)算得到樣品在該溫度下的吸附量。改變投入氣體的量，可測試得到樣品在不同分壓下樣品的吸附量，也可得到樣品的吸附脫附等溫線。因此，高壓氣體吸附測試被廣泛應(yīng)用在儲(chǔ)氫，頁巖氣，煤層氣，分子篩，活性炭等材料的高壓吸附領(lǐng)域。

　　高壓氣體吸附測試的準(zhǔn)確度，受到多方面因素的影響，如溫度，儀器氣密性，壓力傳感器精度，儀器耐壓強(qiáng)度等等。由于氣體受熱膨脹，因此，溫度是影響高壓氣體吸附測試的一個(gè)重要指標(biāo)，哪些地方需要恒溫，如何維持系統(tǒng)恒溫就顯得尤為重要了。

　　在高壓吸附測試中，有以下兩處需要恒溫：

　　1. 樣品恒溫：只有樣品恒溫，那么對樣品的高壓氣體吸附性能評價(jià)才有意義。因?yàn)闇囟葘悠返奈侥芰哂泻艽蟮挠绊憽囟炔煌瑯悠返奈侥芰σ膊煌ＭǔＫf的樣品的吸附能力也是指樣品在某一特定溫度下的吸附能力。恒溫的方式包括水浴，油浴等。

　　2. 儀器內(nèi)部全系統(tǒng)恒溫：高壓氣體吸附測試的核心使測試氣體的壓力變化，只有當(dāng)氣體長期處于一個(gè)恒定的溫度中，壓力傳感器測的的壓力才具有意義。氣體在高壓條件下，溫度每變化一度，壓力將會(huì)產(chǎn)生很明顯的變化。受周圍環(huán)境的影響，在測試過程中，溫度可能發(fā)生微小的波動(dòng)，因此就必須對系統(tǒng)采取全恒溫的模式。如下圖：

　　在高壓吸附測試中，溫度的變化主要有以下原因：

　　1. 測試環(huán)境中空氣的對流產(chǎn)生溫度的變化：由于測試過程中，周圍的環(huán)境的溫度是在不斷變化的，因此儀器內(nèi)外就會(huì)產(chǎn)生空氣對流，對系統(tǒng)溫度產(chǎn)生影響。為了盡量減少空氣的對流，就必須將測試腔與外界隔離開。因此，具有防護(hù)門的高壓氣體吸附測試儀就顯得尤為重要了。防護(hù)門中間采用保溫材料，能很好的與外界隔絕，具有良好的減少對流，維持系統(tǒng)溫度恒定的作用。如下圖：

　　2. 儀器內(nèi)部的熱傳導(dǎo)：很多儀器在長期使用過程中，都會(huì)產(chǎn)生較大的發(fā)熱現(xiàn)象。在高壓氣體吸附測試過程中，儀器發(fā)熱的原因主要是有電磁閥的動(dòng)作引起的，電磁閥的工作原理是通過電磁線圈控制閥門的開閉，有焦耳定律可知道，通電線圈是會(huì)產(chǎn)生熱量的。電磁閥產(chǎn)生的熱量會(huì)通過不銹鋼管路傳導(dǎo)到測試腔，對測試產(chǎn)生較大影響。未避免此類影響，儀器內(nèi)部閥門最好使用氣控閥，氣控閥是通過給閥門供氣，來控制閥門的開關(guān)，因此無電磁閥所產(chǎn)生的發(fā)熱影響。高壓氣體吸附，在測試一些易燃易爆氣體，例如甲烷，二氧化碳，氫氣時(shí)，要盡量避免產(chǎn)生電火花，電磁閥是產(chǎn)生電火花的一個(gè)原因，而氣控閥則不會(huì)。因此氣控閥的使用是關(guān)鍵而必須的。同時(shí)儀器也應(yīng)該自帶可燃?xì)怏w報(bào)警器。