[发明专利]一种吸附剂测试方法

摘要

本发明涉及气体吸附领域，一种吸附剂测试方法，将吸附气体通入吸附气体室，流速值为5至10SCCM，并持续时间T范围为30分钟到8小时；控制电磁铁电流，使永磁体向上提升4毫米，使得金属托盘II与吸附气体室上部开口分离，吸附气体进入腔II；停止从进气口通入吸附气体，并等待五分钟；测得测试样品在吸附气体环境中重量m₁；控制电磁铁电流，使永磁体向上提升6毫米，将标准样品向上提起，测得测试样品及标准样品在吸附气体环境中总重量m₁+m_r，并由此得到标准样品在吸附气体环境中重量m_r；计算得吸附气体密度对重量测量中的浮力进行校准，计算得测试样品吸附气体后的实际重量m_1vac＝m₁+V₁ρ^g；比较重量变化以及T。

主权项

1.一种吸附剂测试方法，吸附剂测试装置包括底座(1)、支撑杆(2)、水平悬架(3)、金属条带(4)、内电极(5)、外电极(6)、缓冲气体腔(7)、激光器(8)、电磁铁(9)、光探测器(10)、控制器(11)、计算机(12)、测试腔(13)、永磁体(14)、钢丝I(15)、金属托盘I(16)、托架(17)、支撑位I(18)、标准样品(19)、钢丝II(20)、支撑位II(21)、金属托盘II(22)、测试样品(23)、吸附气体室(24)、进气口(25)和出气口(26)，xyz为三维空间坐标系，测试腔(13)由腔I(13‑1)、腔II(13‑2)和腔III(13‑3)组成，标准样品(19)对于所测试的吸附气体为惰性，吸附气体不会被标准样品(19)所吸附，标准样品(19)在真空环境中的重量mrvac及体积Vrvac为已知，测试样品(23)的体积V1及空气中重量m0vac为已知；支撑杆(2)一端固定于底座(1)、另一端连接水平悬架(3)的一端，水平悬架(3)为具有弹性的金属杆，内部具有铰链机构，内电极(5)通过金属条带(4)连接于水平悬架(3)下方，金属条带(4)上端连接水平悬架(3)内的铰链机构，所述铰链机构电缆连接控制器(11)，能够调节金属条带(4)在y方向的悬挂长度，内电极(5)为轴线沿竖直y方向的圆柱体，内电极(5)的底面直径为17毫米，外电极(6)为上开口的圆筒形，外电极(6)内径为18毫米、外径为19毫米，内电极(5)位于外电极(6)内部且同轴，内电极(5)和外电极(6)均由铝合金制成，内电极(5)底面与外电极(6)内底面之间具有空隙，外电极(6)固定于缓冲气体腔(7)内部，电磁铁(9)固定于缓冲气体腔(7)下面，外电极(6)、缓冲气体腔(7)及电磁铁(9)之间的相对位置均为固定，缓冲气体腔(7)能够屏蔽外部磁场，缓冲气体腔(7)内能够通入不同种类的缓冲气体，且缓冲气体腔(7)内气压能够调节并保持恒定，气压调节范围为1至10atm，激光器(8)发射的激光能够依次通过缓冲气体腔(7)的侧面、外电极(6)的侧面、内电极(5)底面与外电极(6)底面之间的空隙、外电极(6)的另一侧面和缓冲气体腔(7)的另一侧面后入射到光探测器(10)，光探测器(10)和电磁铁(9)均电缆连接控制器(11)，控制器(11)电缆连接计算机(12)；测试腔(13)位于电磁铁(9)正下方的底座(1)上，测试腔(13)从上到下依次为腔I(13‑1)、腔II(13‑2)和腔III(13‑3)，腔I(13‑1)和腔II(13‑2)之间具有支撑位I(18)，腔II(13‑2)和腔III(13‑3)之间具有支撑位II(21)，永磁体(14)、钢丝I(15)、金属托盘I(16)和托架(17)自上而下地均位于腔I(13‑1)内，金属托盘I(16)限位于托架(17)内，托架(17)处于起始位置时置于支撑位I(18)上，永磁体(14)通过钢丝I(15)连接金属托盘I(16)，永磁体(14)和金属托盘I(16)之间相对位置不变，能够整体沿y方向移动，当永磁体(14)从初始位置沿y正方向向上移动超过3毫米距离时，金属托盘I(16)能够将托架(17)向上提起，使得托架(17)与支撑位I(18)分离；标准样品(19)和金属托盘II(22)均位于腔II(13‑2)内，标准样品(19)置于支撑位II(21)上，标准样品(19)具有竖直y方向的通孔，钢丝II(20)无接触地穿过所述通孔，所述托架(17)、金属托盘II(22)和测试样品(23)之间相对位置不变并通过钢丝II(20)依次连接；所述托架(17)、金属托盘II(22)和测试样品(23)能够整体沿y方向移动；吸附气体室(24)位于腔III(13‑3)内，测试样品(23)位于吸附气体室(24)内，吸附气体室(24)侧面具有进气口(25)和出气口(26)，吸附气体室(24)上部具有开口，在托架(17)与支撑位I(18)未分离的状态下，金属托盘II(22)能够将吸附气体室(24)上部开口密封，托架(17)处于起始位置时，金属托盘II(22)距离标准样品(19)底部5毫米，当托架(17)从起始位置向上移动超过5毫米距离时，能够将标准样品(19)向上提起，永磁体(14)、钢丝I(15)、金属托盘I(16)、托架(17)、钢丝II(20)、金属托盘II(22)的重量均为已知且在气体中的浮力忽略不计，其特征是：所述一种吸附剂测试方法的步骤为：一.将吸附气体从进气口(25)通入吸附气体室(24)，流速值为5至10SCCM，并持续时间T，T的范围为30分钟到8小时；二.通过计算机(12)及控制器(11)来控制电磁铁(9)的电流及金属条带(4)的悬挂长度，使得永磁体(14)从初始位置向上提升4毫米，以此使得金属托盘II(22)与吸附气体室(24)上部的开口分离，吸附气体进入腔II(13‑2)，保持五分钟；三.停止从进气口(25)通入吸附气体，并等待五分钟；四.测量得到测试样品(23)在吸附气体环境中的重量m1；五.通过计算机(12)及控制器(11)来控制电磁铁(9)的电流，使得永磁体(14)位于初始位置上方6毫米处，将标准样品(19)向上提起，测量得到测试样品(23)及标准样品(19)在吸附气体环境中的总重量m1+mr，并由此得到标准样品(19)在吸附气体环境中的重量mr；六.计算得到吸附气体的密度七.对重量测量中的浮力进行校准，计算得到测试样品(23)吸附气体后的实际重量m1vac＝m1+V1ρg；八.通过比较测试样品(23)在吸附气体前后的重量变化，以及通入气体的持续时间T，能够研究测试样品(23)对不同气体的吸附能力。