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摘要
常见的变压吸附材料种类繁多，适用的等温吸附模型也是未知的。为寻找适用于燃料电池车用H2杂质变压吸附分离的吸附材料，采用静态容量法测试了CO2、CH4、CO、N2及Ar杂质气体在活性炭BY1、活性炭210、5A分子筛、CaX分子筛及LiX分子筛5种变压吸附材料上的吸附容量，并利用Langmuir、Freundlich等5种吸附模型对吸附数据进行了拟合。测试结果显示，在低吸附压力区域，吸附容量增速比较快；在高吸附压力区域，吸附容量增速放缓。综合来看，活性炭BY1对5种杂质气体的吸附容量最大，是优选的变压吸附材料；对CO2的吸附量远大于其他4种杂质气体。模拟结果显示，Langmuir-Freundlich、Dual-site Langmuir和Toth模型能够很好地描述杂质气体在吸附材料上的吸附过程。5种杂质气体的吸附均为非单层吸附，吸附质分子之间会发生相互作用，且吸附材料表面活性位是不均匀的。模拟的吸附热显示，CO2在2种活性炭(活性炭BY1、活性炭210)及2种分子筛(5A分子筛、Li X分子筛)上的吸附热均小于40 k J/mol，即CO2在这4种吸附材料上的吸附过程均为物理吸附；CO2在CaX分子筛上的吸附热超过了40 kJ/mol，即发生了一定的化学吸附；其他4种杂质气体在吸附材料上的吸附过程均为物理吸附。
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