低温氮气吸附实验

低温物理吸附实验

1．实验目的

（1）了解2020型物理吸附仪的功能、原理及用途 （2）掌握仪器的实际操作过程、软件使用方法 （3）学习分析实验结果和数据 2． 方法原理

低温吸附法测定固体比表面和孔径分布是依据气体在固体表面的吸附规律。在恒定温度下，在平衡状态时，一定的气体压力，对应于固体表面一定的气体吸附量，改变压力可以改变吸附量。平衡吸附量随压力而变化的曲线称为吸附等温线，对吸附等温线的研究与测定不仅可以获取有关吸附剂和吸附质性质的信息，还可以计算固体的比表面和孔径分布。 一．比表面的计算与测定

1．Langmuir吸附等温方程――单层吸附 理论模型：

三点假设：吸附剂（固体）表面是均匀的；吸附粒子间的相互作用可以忽略；吸附是单分子层。

吸附等温方程（Langmuir）

pv?1Vm?b?pVm ------ (1)

式中：v 气体吸附量

Vm 单层饱和吸附量

P 吸附质（气体）压力 b 常数

p以v对p作图，为一直线，根据斜率和截距可求出b和Vm，只要得到单分子层饱和吸附量Vm即可求出比表面积Sg 。用氮气作吸附质时，Sg由下式求得

Sg?4.36?VmW ------ (2)

实验十五 碳分子筛变压吸附提纯氮气

利用多孔固体物质的选择性吸附分离和净化气体或液体混合物的过程称为吸附分离。吸附过程得以实现的基础是固体表面过剩能的存在，这种过剩能可通过范德华力的作用吸引物质附着于固体表面，也可通过化学键合力的作用吸引物质附着于固体表面，前者称为物理吸附，后者称为化学吸附。一个完整的吸附分离过程通常是由吸附与解吸（脱附）循环操作构成，由于实现吸附和解吸操作的工程手段不同，过程分变压吸附和变温吸附，变压吸附是通过调节操作压力（加压吸附、减压解吸）完成吸附与解吸的操作循环，变温吸附则是通过调节温度（降温吸附，升温解吸）完成循环操作。变压吸附主要用于物理吸附过程，变温吸附主要用于化学吸附过程。本实验以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气，达到提纯氮气的目的。

A 实验目的

（1）了解和掌握连续变压吸附过程的基本原理和流程； （2）了解和掌握影响变压吸附效果的主要因素； （3）了解和掌握碳分子筛变压吸附提纯氮气的基本原理； （4）了解和掌握吸附床穿透曲线的测定方法和目的。

B 实验原理

物质在吸附剂（固体）表面的吸附必须经过两个过程：一是通过分子扩散到达固体表面，二是通过范德华力或化学键合

实验九 吸附

一、实验目的

1、 了解吸附剂的吸附性能和吸附原理； 2、 测定吸附等温线。

二、实验水样与吸附剂

水样采用一定浓度的自配有机物溶液（如浓度为100mg/L的苯酚溶液）。选定某有机物之前首先需确定该有机物浓度的分析方法。

吸附剂为活性炭，有粉末、粒状和柱状等多种形式。粉末活性炭的制备过程如下：吸附剂经磨细（一般采用通过0.1mm筛孔以下的粒径）、水洗后，分别配制成80目和200目，在110℃下干燥（烘干1小时）后备用。

三、实验方法

在恒定温度下，于几个烧杯中加入V（L）溶质浓度为C0（mg/L）的水样，在各烧杯中同时投加不同量m（mg）的活性炭，分别进行搅拌，搅拌时间等于接触时间。试验过程中，不断测定各杯水样中的溶质浓度C1，直到溶质浓度不变的平衡浓度Ce（mg/L）为止。由试验结果可以算出单位重量活性炭可吸附的溶质量，即为吸附容量： V(C0?Ce)x?(mg/mg) mm由吸附容量xm和平衡浓度Ce的关系所绘出的曲线为吸附等温线，表示吸附

等温线的公式为吸附等温式。

1x最常用的吸附等温式是弗兰德利希（Freundich）经验公式：?KCen。在

m双对数坐标纸上，以吸附容量为纵坐标，Ce为横坐标，按静态烧杯实验结果绘图，可

2. 实验部分

2.1 实验原料和试剂

2.1.1 实验原料

实验所用的凹凸棒粘土原矿产地为甘肃靖远，原矿经烘干水洗，再烘干后研磨，过200目筛，外观呈砖色粉状，其主要成分为非晶质SiO2。 2.1.2 实验试剂

实验所用药品有苯酚(1.0g/L)、4-氨基安替比林、铁氰化钾、氨水(NH3·H2O) 、氯化铵、氢氧化钠、盐酸、溴代十六烷基吡啶、十二烷基磺酸钠、四丁基溴化铵。实验所用主要试剂见表2.1。

表2.1试验试剂

药品名称 溴代十六烷基吡啶 盐酸（HCL） 苯酚 氨水(NH3·H2O) 4-氨基安替比林 氢氧化钠 铁氰化钾 氯化铵 规 格 分析纯(AR) 分析纯(AR) 分析纯(AR) 分析纯(AR) 分析纯(AR) 分析纯(AR) 分析纯(AR) 分析纯(AR) 生产厂商 天津市化学试剂第六二厂三分厂 天津市化学试剂六厂三分厂 北京化学试剂二厂 天津市化学试剂六厂三分厂 上海试剂一厂 天津市化学试剂六厂三分厂 天津市化学试剂四厂 天津市大茂化学试剂厂 2.1.3 实验所用药品的配置 所用药品配置方法如下：

(1)苯酚标准储备液：称取0.5g无色苯酚溶于蒸馏

实验一 活性炭吸附实验

一、实验目的：

（1）加深理解吸附的基本原理。

（2）掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。

二、实验原理：

当活性炭对水中杂质吸附时，会同时发生吸附和解吸现象，当吸附和解吸处于平衡状态时，称之为吸附平衡，这是活性炭和水之间的溶质浓度具有一定的分布比值，描述吸附容量qe与吸附平衡时溶液浓度C的关系常用Fruendlich吸附等温式来表达：

qe=kC1/n

qe：吸附容量（mg/g）

k：与吸附比表面积、温度有关的系数 n：与温度有关的系数 n＞1 C：吸附平衡时溶液浓度（mg/L）

这是一个经验公式，通常用图解方法来求k、n值，方法是将上式取对数变成线

性关系：lgqe=lg

c0?c1= lgC + lgk nmC0：水中被吸附物质原始浓度（mg/L） C：被吸附物质的平衡浓度（mg/L） m：活性炭投加量（g/L）

三、实验设备及仪器仪表：

1、振荡器或摇床 2、pH计 pHS型 3、活性炭、甲基橙 4、分光光度计、

5、温度计、三角烧杯、漏斗、1000mL烧杯、50mL容量瓶等。 四、实验步骤：

（1）甲基橙标准曲线制作：用吸量管分别吸取0.3、0.4 、0.5、0.6、0.7、0.8m

变温霍尔效应

实验8—1变温霍尔效应

引言

1879年，霍尔(E.H.Hall)在研究通有电流的导体在磁场中受力的情况时，发现在垂直于磁场和电流的方向上产生了电动势，这个电磁效应称为“霍尔效应”。在半导体材料中，霍尔效应比在金属中大几个数量级，引起人们对它的深入研究。霍尔效应的研究在半导体理论的发展中起了重要的推动作用。直到现在，霍尔效应的测量仍是研究半导体性质的重要实验方法。

利用霍尔效应，可以确定半导体的导电类型和载流子浓度，利用霍尔系数和电导率的联合测量，可以用来研究半导体的导电机构(本征导电和杂质导电)和散射机构(晶格散射和杂质散射)，进一步确定半导体的迁移率、禁带宽度、杂质电离能等基本参数。测量霍尔系数随温度的变化，可以确定半导体的禁带宽度、杂质电离能及迁移率的温度特性。

根据霍尔效应原理制成的霍尔器件，可用于磁场和功率测量，也可制成开关元件，在自动控制和信息处理等方面有着广泛的应用。

实验目的

1. 了解半导体中霍尔效应的产生原理，霍尔系数表达式的推导及其副效应的产生和消除。 2. 掌握霍尔系数和电导率的测量方法。通过测量数据处理判别样品的导电类型，计算室温

下所测半导体材料的霍尔系数、电导率、载流子浓度和霍尔迁移率。

在涂料行业,无论是制造还是使用油漆,可以说惰性气体都被广泛的应用，例如油漆的保存、运输和喷涂。

与空气相比，氮的主要特征是,具有低密度、低融合和低沸点（即稳定性强）。

温度特性使它成为一个技术上最佳的气体载体，相比其他惰性气体，例如氩气,但是由于氩气的昂贵价格，使得它没法广泛使用。在喷涂系统中使用氮当做推进剂(EUROSIDER?专利),无论是使用方法还是应用技术都受国际专利保护,这使得我们有收效甚佳。

使用氮气进行喷涂，可以免除表面的预处理工作,因为它很自然,而且是无水的,它可以清除任何出现在表面及其周围的湿度。由于氮气的比重比较低，所以它不以任何方式改变喷枪的气流。此外,如果我们能加热氮气的温度超过50°C，就会在产生一个液化效果的同时,允许一定数额的油漆溶解,就像减小驱动力似的,因而能够减少过喷现象。

极低的露点意味着可以即时消除任何残留在表面的湿度，消除了涂料发泡这一老问题。

NITROTHERMSPRAY SYSTEM是EUROSIDER的一种创新,宣示了喷漆的最高质量，并且这种方法和机器都已经被EUROSIDER申请了专利。

在这个系统中,传统的液体载体(干燥和过滤压缩空气)将被浓缩过的(N2纯度达到99.5%)完全干净、离子化

活性炭吸附实验

1.实验目的

本实验用亚甲基蓝（C16H18ClN3S）代替工业废水中有机污染物，采用活性炭吸附法，探究活性炭投放量、吸附时间等因素对活性炭吸附性的影响，探究活性炭处理有机污染水体时的最优工艺参数。 2.实验原理 2.1活性炭特性

活性炭是水处理吸附法中广泛应用的吸附剂之一，有粒状和粉状两种。其中粉末活性炭应用于水处理在国内外已有较长的历史。活性炭是一种暗黑色含炭物质，具有发达的微孔构造和巨大的比表面积。它化学性质稳定，可耐强酸强碱，具有良好吸附性能，是多孔的疏水性吸附剂。活性炭最初用于制糖业，后来广泛用于去除受污染水中的有机物和某些无机物。它几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造，活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成空隙，形成许多形状各异的细孔。其孔隙占活性炭总体积的 70%～ 80%，每克活性炭的表面积可高达 500 ～ 1700 平方米，但 99.9％都在多孔结构的内部。活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积[1,2]。 2.2活性炭吸附特征

活性炭的孔隙大小分布很宽，从 10-1nm 到104nm 以上，一般按孔径大小分为微孔、过渡孔和大孔。在吸附过程中，真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。

在涂料行业,无论是制造还是使用油漆,可以说惰性气体都被广泛的应用，例如油漆的保存、运输和喷涂。

与空气相比，氮的主要特征是,具有低密度、低融合和低沸点（即稳定性强）。

温度特性使它成为一个技术上最佳的气体载体，相比其他惰性气体，例如氩气,但是由于氩气的昂贵价格，使得它没法广泛使用。在喷涂系统中使用氮当做推进剂(EUROSIDER?专利),无论是使用方法还是应用技术都受国际专利保护,这使得我们有收效甚佳。

使用氮气进行喷涂，可以免除表面的预处理工作,因为它很自然,而且是无水的,它可以清除任何出现在表面及其周围的湿度。由于氮气的比重比较低，所以它不以任何方式改变喷枪的气流。此外,如果我们能加热氮气的温度超过50°C，就会在产生一个液化效果的同时,允许一定数额的油漆溶解,就像减小驱动力似的,因而能够减少过喷现象。

极低的露点意味着可以即时消除任何残留在表面的湿度，消除了涂料发泡这一老问题。

NITROTHERMSPRAY SYSTEM是EUROSIDER的一种创新,宣示了喷漆的最高质量，并且这种方法和机器都已经被EUROSIDER申请了专利。

在这个系统中,传统的液体载体(干燥和过滤压缩空气)将被浓缩过的(N2纯度达到99.5%)完全干净、离子化

实验3 活性炭吸附实验报告

一、 研究背景：

1.1、吸附法

吸附法处理废水是利用多孔性固体（吸附剂）的表面吸附废水中一种或多种溶质（吸附质）以去除或回收废水中的有害物质，同时净化了废水。

活性炭是由含碳物质（木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等）作为原料，经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力，因此被应用于多种行业。在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。除此之外，活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等，以上都是基于活性炭优良的吸附性能。将活性炭作为重要的净化剂，越来越受到人们的重视。 1.2、影响吸附效果的主要因素

在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要作用。同时，被吸附物质在溶剂中的溶

解度也直接影响吸附的速度。此外，pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。 1.3、研究意义

在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。

二、实验目的

本实