地质矿物的重量法等温吸附实验中数据校正方法探讨
2019-06-13栾进华李梦来何廷鹏
杨 柳,栾进华,胡 科,李梦来,何廷鹏,李 甜
(1.国土资源部页岩气资源勘查重点实验室(重庆地质矿产研究院),重庆 400042;2.页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心(重庆地质矿产研究院),重庆 400042)
在地质矿物的重量法等温吸附实验中都常会遇到“倒吸”的现象,即中高压段吸附量不升反降、出现下拐,测得的Langmuir体积和Langmuir压力甚至出现负值,这与实际不相符。
二元Langmuir模型拟合只针对绝对吸附量,在拟合之前,必须先将过剩吸附量进行相关校正得到绝对吸附量。校正可以通过吸附相体积或者吸附相密度来实现,但目前并未形成统一的校正方法[1]。
1 重量法等温吸附实验原理
吸附实验中,在恒定温度下,甲烷在不同稳定压力点下被吸附,在地质矿物孔隙表面形成固有吸附相,天平称量的读数Mi是样品桶及样品总重量(M+MS)、绝对吸附量Mi-abs、样品框、样品和吸附相在平衡压力Pi条件下所受浮力共同作用的结果,有如下关系:

式中:Mi为天平读数,g;ρi•为平衡压力Pi下气体密度,g/cm3;M为样品桶的质量,g;VT为样品桶的体积,cm3;MS为样品的质量,g;VS为样品的体积,cm3;Mi-abs为平衡压力Pi下的绝对吸附量,g;V1为平衡压力Pi下的吸附相体积,cm3;i表示第i个压力测试点。
2 实验仪器
实验仪器采用德国Rubotherm Isosorp HP StaticⅢ型磁悬浮天平高压气体等温吸附/解吸仪,仪器采用的是干样法,即先解吸,预处理除去含有杂质活化样品后,再吸附。
3 过剩吸附量校正方法
根据动态吸附平衡原理,通过重量法,在恒温条件下,来检测样品的吸附量随着温度和压力的变化,测定不同压力下样品质量的变化量,根据Langmuir方程计算出Langmuir体积和Langmuir压力。……
