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储气罐死体积为 12.46mL,反应罐的直径为 11mm,体积约为 10.75mL;美国 Means 型压力传
感器绝对压力为 0~1MPa;采用油式真空泵对中间储罐和反应罐抽真空;实验过程中气体压力
的变化值将由数据采集系统读入上位机,数据点采集间隔为 0.125s;整套装置的阀门、控制
开关、电磁阀及接点都经过氦质谱气密性检测,每次实验抽真空过程中,也都会同时进行气
密性检测。
实验装置采用容量法测量气固化学反应速率,容量法是指在一定温度 T 下,通过测量与
一定质量 m 的吸附剂接触前后气体的压力 P 和体积 V 来计算吸附气体的量。如 Lippens、
Linson 和 Deboer 改进的氮吸附法,Sing 和 Swallow 发明的氪吸附法以及 Harris 和 Emmett
报道的有机蒸气吸附法,均采用容量法对气体的吸附量进行测量[19]。被吸附气体的量(此
处以摩尔数 n 表示)可以通过气体状态方程 f(P、V、T)得出,由于测量温度、压力、以及气体的
种类不同,所选取的表示气体状态函数 P-V-T 的关系式也有差别。常用的函数关系式是理想
气体状态方程和范德瓦尔斯方程。该方法通过缓冲容器分步测量进气达到控制反应物的摩尔
数,监测化学反应中气体压强的变化实时计算出反应物的消耗速率,通过计算机编程,采用
最小二乘法计算曲线的斜率和截距,从而获得化学反应过程中的速率常数和反应级数[20]。
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