[發明專利]納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測方法及系統

有效

• 申請號: 202111575038.8
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114166723B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 李俊乾
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉芳

1.一種納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測方法，其特征在于，包括：

在溫度為溫度預設值和氣體壓力大于氣體壓力預設值的條件下，采用體積法測試納米多孔介質在k個氣體壓力下的過剩吸附量；

構建k個氣體壓力下的過剩吸附量預測模型；k個氣體壓力下的過剩吸附量預測模型為：

其中，n_mi為i量子數對應的能級氣體分子的最大吸附量，f_x為氣體壓力p_x條件下的過剩吸附量，ρ_g為氣體壓力為p_x、溫度為T條件下的游離氣密度，ρ_a為吸附氣密度，n為最大量子數，z為氣體壓縮因子，n_mi為i量子數對應的能級氣體的最大吸附量，k_i為i量子數對應的能級氣體的吸附常數，n_L為氣體最大吸附量，E₀為勢能的最小能量單元，K_B為玻爾茲曼常數，i為量子數，j為量子數；

采用最小二乘法根據在k個氣體壓力下的過剩吸附量和所述過剩吸附量預測模型確定吸附系數；所述吸附系數包括：勢能的最小能量單元、i量子數對應的能級氣體的吸附常數、吸附氣密度和氣體最大吸附量；

根據所述過剩吸附量預測模型和所述吸附系數確定在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量；

根據在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量確定總過剩吸附量。

2.根據權利要求1所述的納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測方法，其特征在于，所述根據所述過剩吸附量預測模型和所述吸附系數確定在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量，具體包括：

根據所述過剩吸附量預測模型和所述吸附系數，采用公式確定在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量；

其中，n_ei為不同氣體壓力p下各能級氣體的過剩吸附量。

3.根據權利要求2所述的納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測方法，其特征在于，所述根據在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量確定總過剩吸附量，具體包括：

根據在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量，采用公式確定所述總過剩吸附量；

其中，f為總過剩吸附量。

4.根據權利要求3所述的納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測方法，其特征在于，根據分子動力學直徑、溫度和氣體種類確定所述最大量子數。

5.根據權利要求4所述的納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測方法，其特征在于，所述根據分子動力學直徑、溫度和氣體種類確定所述最大量子數，具體包括：

根據分子動力學直徑、溫度和氣體種類，采用公式確定所述最大量子數；

其中，h為普朗克常數，d為分子動力學直徑，R＝8.314J/mol/K，T為溫度，M為摩爾質量，N_A為阿伏加德羅常數，ξ為軌道寬度與分子德布羅意波長的正整數倍。

6.根據權利要求1所述的納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測方法，其特征在于，所述氣體壓力預設值為0.1MPa。

7.一種納米多孔介質中氣體的量子物理吸附行為預測系統，其特征在于，包括：

過剩吸附量測試模塊，用于在溫度為溫度預設值和氣體壓力大于氣體壓力預設值的條件下，采用體積法測試納米多孔介質在k個氣體壓力下的過剩吸附量；

過剩吸附量預測模型構建模塊，用于構建k個氣體壓力下的過剩吸附量預測模型；k個氣體壓力下的過剩吸附量預測模型為：

其中，n_mi為i量子數對應的能級氣體分子的最大吸附量，f_x為氣體壓力p_x條件下的過剩吸附量，ρ_g為氣體壓力為p_x、溫度為T條件下的游離氣密度，ρ_a為吸附氣密度，n為最大量子數，z為氣體壓縮因子，n_mi為i量子數對應的能級氣體的最大吸附量，k_i為i量子數對應的能級氣體的吸附常數，n_L為氣體最大吸附量，E₀為勢能的最小能量單元，K_B為玻爾茲曼常數，i為量子數，j為量子數；

吸附系數確定模塊，用于采用最小二乘法根據在k個氣體壓力下的過剩吸附量和所述過剩吸附量預測模型確定吸附系數；所述吸附系數包括：勢能的最小能量單元、i量子數對應的能級氣體的吸附常數、吸附氣密度和氣體最大吸附量；

過剩吸附量確定模塊，用于根據所述過剩吸附量預測模型和所述吸附系數確定在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量；

總過剩吸附量確定模塊，用于根據在不同氣體壓力下各能級氣體的過剩吸附量確定總過剩吸附量。