概述
Micromeritics HPVA II (高壓體積分析儀) 使用靜態體積法，以利用氫氣、甲烷和二氧化碳等氣體取得高壓吸附和脫附等溫線。
僅使用幾毫克的樣品就能分析各種材料，包括 MOF、沸石和微孔碳。
深入瞭解儲氫、二氧化碳封存、燃料電池和電池組，以及碳氫化合物封閉等應用領域。
產品特色
Micromeritics HPVA II 提供四種樣品溫控方法：
- 冷凍/加熱再循環容器 (客戶提供溫控浴)
- 用於液態冷媒的四公升不銹鋼杜瓦瓶
- 熔爐可進行高達 500 °C 的實驗
- 低溫恆溫器可從環境溫度到 30 K 精準控制樣品溫度
系統示意圖
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歧管：歧管中的所有閥門，都是配備 Kel-F® 閥座的氣動運作式高壓閥。閥管採用厚壁打造，由 316L 不銹鋼製成，並透過 VCR 接頭或焊接方式連接。使用可調式 PID 控制器所控制的加熱器來穩定絕緣歧管區域的溫度。
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壓力傳感器：使用兩個傳感器以精密測量系統壓力。使用 1000 torr 傳感器精準監測低於 1 大氣壓的壓力，並利用隔離閥及釋放至排氣口的啟流閥來防止高壓。
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伺服閥：伺服閥用於自動調節歧管中流向排氣口和真空空間的氣體流量。
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真空系統：由機械泵和內部 Pirani 真空計組成。使用者可以自行提供泵浦，或購買高真空渦輪泵套件。
為什麼選擇 HPVA II？
- 雙可用空間量測，可測得準確的等溫線資料
- 可用於測量或輸入的可用空間
- 可使用由多個狀態方程式計算的 NIST REFPROP 壓縮因子，修正分析氣體的非理想性
- 可提供互動式試算表形式的報告
- 可自動建立等溫線和重量百分比圖
- 可使用原始資料表進行報告計算
- 壓力對比時間以及溫度對比時間的即時圖表
- 可使用多達三種成分的混合氣體
- 可提供用於吸附速率計算的動力資料
- 用於為 Type I 等溫線建模的 Langmuir 方程式
- 高精密度的固態設計高壓傳感器，能提供 ±0.04% 滿量程的讀數準確度，以及 ±0.1% 的穩定性
- 低壓壓力傳感器提供的讀數準確度為值的 ±0.15%
- 系統最大壓力可達 200 bar
- 一旦發生氫氣洩漏，氫氣感測器會自動關閉系統
- 內含 BET 表面積、Langmuir 表面積和總孔體積計算功能
產品應用
評估碳和其他材料可吸附的二氧化碳量，對於正在進行的二氧化碳封存研究而言十分重要。由 HPVA II 而得到的高壓可用來模擬所要注入 CO2 的現場地下條件。
如果相關資料可用於計算吸附熱，則使用者可使用冷卻器/加熱器浴設定 HPVA II 以評估多種穩定溫度下的 CO2 吸收量。
由於 CO2 在較高壓力下會凝結，因此這些等溫線通常是在接近環境溫度下分析，壓力可高達約 50 bar。
確定多孔碳和金屬有機骨架 (MOF) 等材料的儲氫能力，對於滿足現代清潔能源的需求至關重要。
這類材料非常適合用於儲存，因為其特性可讓您安全地吸附和脫附氫。MOF 中儲存的吸附氫，具有比氣態氫更高的體積能量密度，且不需要提供維持液態氫所需的低溫。
HPVA II 軟體提供了重量百分比圖，圖中說明在指定壓力下吸附的氣體量，以作為為樣品質量的函數 - 這是檢查樣品儲氫容量的標準方法。
HPVA II 可用於分析來自地下煤層的多孔煤樣品，以確定其在高壓下的甲烷容量。這讓使用者能夠瞭解地下煤層的甲烷吸附和脫附特性，而這也有助於確定煤層儲量中大概的可用碳氫化合物數量。
實驗所得的動力資料也會顯示這些多孔碳樣品在特定壓力和溫度下，其上甲烷吸附和脫附的速率。
高壓甲烷可配量至頁岩樣品，以產生吸附和脫附等溫線。這提供了頁岩在特定壓力和溫度下的甲烷容量。
吸附等溫線可用於計算頁岩的 Langmuir 表面積和體積。假設吸附物氣體形成單層分子，則 Langmuir 表面積就是頁岩的表面積。Langmuir 體積正是無限壓力下的甲烷吸收量，也就是樣品表面可吸附的最大甲烷體積。
