最常引用氢含量量,在存储应用方面,是重量%:重量%的容量或材料的重量存储密度。氢吸收剂和吸附剂之间的这种不同量的计算或定义;尽管在前者的情况下更明确的规定,存在与两个数量关联一些不确定性,由于无论是样品体积或密度,和氢气吸附在这个量的影响的定义。
在这两种情况下,有吸附测量相关问题与选择对氢容定义的选择相关,这是重要的考虑。本简要文章总结了一些定义和相关问题。
氢吸收
吸氢材料,其中氢被存储散装材料的内部,所述的重量的存储容量通常由存储到包括该主体材料的质量的金属或化合物中的氢的质量的比率来计算氢[1],使得wt.%,cwt.%, 是(谁)给的,
|
等式1 |
其中h / m =氢 - 金属或材料主体原子比,mH=氢的摩尔质量,和M主持人=主体材料或金属的摩尔质量。
需要注意的M主持人应通过将总分子量除以式单元中的原子数,如果和适当地将总分子量除以总分子量,则应计算摩尔的宿主原子,而不是宿主的摩尔分子式单元。替代方案是使用氢原子与H / m的式单元的比率。
限定容量的两种可选的方式是相对于空(unhydrided)材料和到完全氢化的状态。第一个是基本上与H / M值,以百分比数字的转换,
|
公式2 |
并且第二可以被视为相当于在热分解测量期间获得的百分比质量损失图,或者通过在完全氢化状态下使用氢化学计量的假设。除非样品是已知的化学计量化合物,否则将材料的额外的不确定性添加到材料的计算氢含量作为压力或时间的函数。
在每种情况下,一个准确的存储内容的计算应考虑到材料的氢吸收或解吸的结果,膨胀或收缩的。在重量分析相应样品体积和密度变化可能潜在地影响浮力效应修正。在体积(若干希沃特方法)测量,这将影响系统或样品池的死体积。
氢吸附测量中的测量量是过量的吸附,也称为表面过量,吉布斯过剩或加吉安表面过量的过量。该数量是吸附层中存在的真菌的实际量与存在在层中具有与散装气相相同的密度,在特定的测量温度和压力下的差。
从实验确定的过量吸附到总吸附的转化需要关于吸附层的性质的假设。在亚临界吸附物中,通常假设吸附层具有与吸附物质的散装液相相同的密度;然而,这不一定适用于超临界吸附物,例如在储氢的测量温度下的氢气。
因此,可以看出,计算类似公式。(1)是不可能的,因为在确定氢的总吸附量的困难的氢吸附剂,因此知道很多的氢可以究竟如何归因于吸附层的问题。
用于吸附测量的过量吸附的典型单元是每单位质量吸附剂的吸附摩尔数;例如,mol g-1,毫摩尔克- 1或微摩尔克-1。由于已知吸附酸盐的摩尔质量,这很容易将其转化为WT.%摄取,但这与IQ中给出的氢化物材料的%摄取定义不同。欧洲杯足球竞彩(1)。也可以在吸附物质(Mg G)方面表达重量摄取- 1)和吸附体积(cm3.(STP)克-1),虽然这些单位是可互换的*。
计算等效于eq。(1)可以在其中包括过量吸附中的母细胞[2]那
|
公式3 |
其中n一种=过量吸附在摩尔和n主持人=样品中的主体材料的摩尔数。然而,这仍然没有考虑吸附氢的总量,其由以下表达给出,
|
等式4. |
其中ntot是广泛的吸附质量,ρH是在测量温度和压力,以及ρ本体气相氢的密度一种是吸附相密度。
绝对吸附量的表达,在公式所定义的。(4),需要大约吸附氢层的性质的假设。该计算可能的假设包括具有相同密度在其液态氢时,该层密度等于氢的临界密度,和吸附层体积等于试样的总细孔容积的吸附层[3]。
图1显示了重量测定的氢吸附在77K处的活性炭的数据显示了浮力效应未校正的原始数据,校正过量吸附量和使用吸附层具有与液态氢的密度相同的假设计算的总吸附量。
可以看出,在这种情况下,从过量的过量转换到总吸附中的数据增加约0.5重量%。%到测量的摄取。等效计算当然还需要对使用Sieverts方法的测量量的体积确定的氢吸收数据也是表面过量的。
图1。氢气吸收为活性炭样品在使用Hiden Isochema智能重分析仪(IGA-001),示出了未校正的重量测量77K下测得的,作为一个重量百分比,校正过量吸附的数量和总的吸附,计算出假定的密度吸附相等于液态氢。
概括
本文讨论了氢吸收剂和吸附剂的储氢容量的不同定义。由于不需要考虑吸附层的性质,因此不需要考虑氢吸收的定义更容易定义。然而,应考虑测量期间材料在测量期间的收缩和扩张,如果重要的话,应考虑到。
在氢吸附的情况下,实验测量的量是过量的吸附。为了计算总吸附,必须对吸附层体积或密度进行假设。已经介绍了使用Hiden Isochema智能重量分析仪(IGA-001)测量的示例数据集。
参考
[1]砂岩G.,杂志合金和化合物293-295(1999)877-888
[2] Garberoglio G.,Skoulidas A. I.,Johnson J. K.,物理化学学报B 109(2005)13094-13103
[3] Murata K.,El-Merraoui M.,Kaneko K.,化学物理学杂志114(9)(2001)4196-4205
这些信息已被源,审查和调整了Hiden Isochema提供的材料。欧洲杯足球竞彩
有关此来源的更多信息,请访问Hiden Isochema。
*注意,在STP的吸附体积方面表达重量储存密度/容量不是体积吸收,而是仅适用于摩尔吸附物的替代单元(例如,STP的1摩尔的1摩尔的1摩尔的体积= 22.4升)。