简介
随着Micromeritics 发布MicroActive V6.0和3Flex V6.0软件，基于理想吸附溶液理论（IAST）预测多组分气体吸附行为的功能正式上线。IAST是由Myers和Prausnitz于1965年提出的一种气体吸附预测技术：通过某一吸附剂材料上多种纯组分气体的吸附等温线预测该吸附材料在多组分混合气体氛围中的吸附行为。Micromeritics V6.0软件支持二元体系的气体吸附行为预测模型。IAST发展至今60年，已被证明广泛应用于多种二元吸附体系，比如甲烷/乙烷在活性炭上的吸附、氙/氪在NaA沸石上的吸附以及丙烷/丙烯在HKUST-1。

Myers和Prausnitz 提出IAST模型是基于以下假设：

• 吸附剂表面是均一的，排除表面异质性对吸附的影响。
• 吸附质各组分间无相互作用，各组分的行为符合拉乌尔定律。
• 吸附质各组分的行为相互独立，其他组分的存在不影响某组分的吸附特性。

实验方法
本应用笔记选择了三种微孔活性炭吸附剂材料（Carboxen 1018、Carboxen 1021和Carbosieve S-III）作为研究对象。

纯组分吸附等温线测试：三种吸附剂材料在SmartVac Prep上250 °C真空加热10小时进行活化预处理。随后在Micromeritics 3Flex上分别测试三种吸附剂材料25℃时对CO₂、CH₄和C₂H₆的纯组分吸附等温线。

IAST预测结果：在MicroActive V6.0或3Flex V6.0进行IAST模型预测过程如下，
1) 打开软件，依次选择 Reports → Open Notebook（输入文件名）→ Open→ IAST Composition Reports。
2) 在“Component 1 ”和“Component 2”界面点击“Select Isotherms”，分别选择两条纯组分等温线进行分析。可选择的等温线模型包括：VTTE、Sips、Langmuir、Dual Site Langmuir、Toth和Redlich Peterson。选择模型后点击保存并预览生成IAST报告。

双组分穿透曲线测试：三种吸附剂材料在Micromeritics 穿透曲线分析仪BTA上于20 ml/min N2氛围中250 °C原位活化10小时。之后，在25℃下分别将50/50的CO₂/CH₄、CO₂/C₂H₆和CH₄/C₂H₆混合气作为吸附质（每种气体5 ml/min），N2作为载气（10ml/min），Ar作为标定气体（1 ml/min），进行穿透曲线测试。

实验结果
3Flex纯组分吸附等温线
图1、2、3分别是三种吸附剂材料Carboxen 1018、Carboxen 1021和Carbosieve S-III在25℃时对CO2 (橙色)、CH4 (蓝色)和C2H6 (绿色)的纯组分吸附等温线。

如图1，Carboxen 1018在低压下对C2H6吸附最强,但在 1000 毫巴时吸附能力低于CO₂；在1000 mbar时C2H6的吸附容量（40 cm₃/g STP）低于CO²（55 cm³/g STP）, CH4吸附最弱（15 cm³/g STP）。

如图2，Carboxen 1021的实验结果与Carboxen 1018相似。在1000 mbar时C2H6的吸附容量（58 cm³/g STP）与CO₂（55 cm³/g STP）吸附容量相近, CH4吸附也最弱（24 cm³/g STP）。

如图3，Carbosieve S-III 对C2H6吸附能力最强。在1000 mbar时C2H6的吸附容量为90 cm³/g STP，其次为CO₂（74 cm³/g STP），CH4吸附仍然最弱（33 cm³/g STP）。