吸附是表面现象,其定义为两相之间的表面或界面处的特定组分的浓度增加或发生改变的现象。与气体吸附比较,液相吸附体系复杂,目前液相吸附仍是通过手工取样,离线检测的方式进行定量分析,存在过程复杂,数据量小,刚开始的快速吸附阶段的检测难等缺点。本文在课题组前期工作的基础上,优化设计了一种新型液相吸附试样池(Y形吸附池),并将其与光纤传感光谱仪结合,实现液相吸附过程的原位自动在线检测并分析。新的系统主要由光纤光谱仪、光源和Y形吸附池组成;其中Y形吸附池是由有侧口和内插管的锥形瓶、加热磁力搅拌器、温度探测器、浸入式光纤传感探头组成。在吸附系统中吸附剂与光纤传感探头的隔离方式从前期的用尼龙吸附袋将吸附剂包裹变成将下端接有尼龙网的内插管放到有侧口的锥形瓶内来达到探头与吸附剂的上下隔离的目的方式。内插管不仅消除吸附剂颗粒对光纤传感探头检测干扰,而且使原位吸附检测更接近传统吸附中吸附剂与吸附质的接触方式,从而实现原位检测。文章中分别选择大孔吸附树脂HPD100和MOFs材料HKUST-1对芦丁和二苯并噻吩两种分析物的吸附为模型建立光纤光谱仪在190-660 nm波长范围内液相吸附原位测定方法。通过本系统实现了液相吸附动力学原位检测、吸附热力学的规律的研究和易挥发有机体系的原位检测。1.通过考察4 cm,5 cm,6 cm长的内插管对吸附传质的影响,最终选择5 cm长的内插管是后续实验所用的最佳内插管。在5 cm内插管,200目尼龙隔离网的条件下比较了Y形吸附池,吸附袋和传统吸附三种吸附的比较,得出结论吸附速率大小顺序为传统吸附>Y形吸附池>吸附袋,吸附达到平衡后,平衡吸附量基本相等。考察了80~400目的七种孔径的尼龙网,最终选择100目尼龙网为最佳隔离网,并在5 cm内插管和100目尼龙网的条件下比较了借助Y形吸附池和吸附袋的两种吸附模式,并得出用Y形吸附池时的吸附速率明显高于用吸附袋时的吸附速率结论,最后都基本达到了吸附平衡,且吸附量相同,说明Y形吸附池在原位检测的前提下能够有效提高了吸附速率,适合用于液相吸附的原位检测。2.Y形吸附池跟光纤传感原位液相检测装置结合后,光谱仪不受温度影响,输出的信号较稳定,说明优化的系统能够用于吸附热力学的原位检测。利用新系统做了吸附动力学实验,拟合吸附动力学模型,发现准二级动力学模型线性相关系数R~2大于准一级动力学模型的线性相关系数,因此准二级动力学模型更符合拟合吸附动力学数据,吸附速率常数随着温度的升高而增大。利用新系统做了吸附热力学实验,从计算得到的热力学参数可看出,温度范围为303 K到323 K时,△H,△G和△S均为负值,HPD100对芦丁的吸附是一个放热的、能自发进行的、有序排列的过程。3.将二苯并噻吩为模型硫化物,溶有二苯并噻吩的环己烷为模拟汽油,用中空纤维多孔膜保护的方法进行MOFs材料HKUST-1对模拟汽油中DBT的吸附检测实验。用光纤光谱仪测得的DBT环己烷溶液的标准曲线为y=0.0104x-0.0231,R~2=0.9988(326 nm);HKUST-1的最佳预处理温度为150℃,最佳预处理时间为2 h。通过间歇吸附得到HKUST-1对DBT的等温吸附参数,可得结论为Langmuir模型更符合模拟吸附数据。通过光纤传感原位液相吸附检测系统,检测了HKUST-1对小体积的模拟汽油中DBT的吸附全过程,实现了挥发性有机溶剂体系的原位检测。