[实用新型]一种测试吸附动力学和吸附热的装置

说明书

本实用新型提供一种测试吸附动力学和吸附热的装置，所述装置包括：隔热箱体(1)、吸热件(2)、测温元件(3)、样品池(4)、测压元件(5)和吸附气体气源(6)；所述吸热件(2)设于所述隔热箱体(1)内，且所述吸热件(2)设有用于放置所述样品池(4)的样品槽；所述测温元件(3)用于实时检测所述吸热件(2)和所述样品池(4)的温度；所述吸附气体气源(6)通过第一气体通道与所述样品池(4)连通；所述第一气体通道上设有所述测压元件(5)，所述测压元件(5)用于实时检测压力。所述装置结构精巧，成本低，操作简便。

技术领域

本实用新型涉及一种测试装置，特别是涉及一种测试吸附动力学和吸附热的装置。

背景技术

随着煤，石油等化石能源的大量使用，大气中二氧化碳含量不断增加，导致温室效应。天然气，主要成分为甲烷，一种相对清洁的化石能源，在产生相同热值的情况下，其产生的CO₂比煤低55％，比石油低28％，且氮硫含量低，更为清洁。然而能量密度低是制约其广泛应用的瓶颈，如何在提高能量密度的同时而不影响其传质速率是当下的挑战。

金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)，是一种新型的有序多孔材料，因具有超高的比表面积和空隙率，其在气体存储领域得到广泛的研究。目前在理论上能达到美国能源部2012年对吸附天然气定下的能量密度9.2MJ/L(263cm³/cm³)和12MJ/kg(0.5g/g)的MOFs材料已有多种，如MOF-205，MUF-7a，ST-2等。但实际应用中要将这些颗粒材料装填起来。采用多级粒径堆积，可得到较高的堆积密度以提高实际吸附量，但随着堆积密度提高，甲烷的传质速率是否会很大程度上受到影响，却尚无一个清晰的答案。

现有技术中测试高压吸附动力学的设备昂贵，并且测试高压吸附热的设备制备样品时难以避免与空气接触，测试高压吸附动力学的设备也不能在测试吸附动力学的同时测试吸附热。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种测试吸附动力学和吸附热的装置，用于解决现有技术中高压吸附动力学的设备昂贵、不能同时测试吸附热和吸附动力学等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型是通过包括如下技术方案实现的。

本实用新型提供一种测试吸附动力学和吸附热的装置，所述装置包括：隔热箱体、吸热件、测温元件、样品池、测压元件和吸附气体气源；所述吸热件设于所述隔热箱体内，且所述吸热件设有用于放置所述样品池的样品槽；所述测温元件用于实时检测所述吸热件和所述样品池的温度；所述吸附气体气源通过第一气体通道与所述样品池连通；所述第一气体通道上设有所述测压元件，所述测压元件用于实时检测压力。

优选地，所述第一气体通道上设有第一阀门。

优选地，沿着所述吸附气体气源中气体的流出方向，所述第一阀门的上游还设有减压阀。

优选地，所述的装置还包括真空泵、所述真空泵通过第二气体通道与所述第一气体通道连通。

优选地，所述第二气体通道上设有第二阀门。

优选地，所述第一气体通道与样品池相连端设有螺旋段，所述螺旋段设于所述吸热件的样品槽内。

优选地，所述隔热箱体还设有箱门。

优选地，所述测温元件为热电偶。

优选地，待测样品的重量为0.5～1.5g。

优选地，吸附热引起的吸热件的温度变化为1℃以内。

为了达到吸热件的温度变化仅在1℃之内，在一个优选的实施方式中，所述吸热件的重量为1.5～2.5kg，所述样品池的重量为0.4～0.6kg。