- Tytuł:
-
Wpływ zmian temperatury i czasu wygrzewania próbek skał mułowców na rozkład wielkości porów i powierzchnię właściwą BET na podstawie analiz izoterm adsorpcji
Effects of changes in temperature and heating times in the preparation of mudstones rock samples, on pore size distribution and specific surface BET measurements based on adsorption isotherm analysis - Autorzy:
- Dudek, Lidia
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1834957.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
- Tematy:
-
mułowce
adsorpcja
desorpcja
adsorbent
adsorbat
powierzchnia właściwa
temperatura wygrzewania
mudstones
adsorption
desorption
adsorbate
specific surface area
heating temperature - Opis:
-
Celem pracy jest przedstawienie efektów wygrzewania próbek skał ilasto-mułowcowych na ich strukturę porową, a konkretnie powierzchnię właściwą BET. Struktura porowa surowych i częściowo wygrzanych próbek była mierzona metodą adsorpcji azotu w niskiej temperaturze, w tym przypadku w temperaturze wrzenia ciekłego azotu. Otrzymane izotermy adsorpcji i desorpcji tych próbek były podobne i można je było zaklasyfikować jako typ II, według klasyfikacji IUPAC (Sing et al., 1985). Badania adsorpcyjne wykonano na próbkach skał ilastomułowcowych z utworów ordowiku i syluru oraz fliszu karpackiego. Selekcję próbek przeprowadzono na podstawie analizy składu mineralogicznego, opierając się na ilościowej analizie rentgenowskiej (tabela 3). Głównym kryterium wyboru była zawartość węglanu wapnia, ze względu na to, iż przyjmuje się, że węglany nie ulegają żadnym przemianom poniżej 550°C. Okazało się jednak, że przemiany następują już w znacznie niższych temperaturach. Dla każdej próbki wykonano co najmniej 30 pomiarów adsorpcyjnych, w sumie wykonując ich około 120 pomiarów. Otrzymano krzywe kumulacyjne oraz funkcje rozkładu objętości porów wyznaczone za pomocą algorytmu BJH (ang. Barrett-Joyner-Halenda) (Barrett et al., 1951), z gałęzi desorpcji przy użyciu równania statystycznej grubości warstwy Halseya i korekcji Faass (Faass, 1981) oraz wartości powierzchni właściwej BET (Brunauer et al., 1938). Analizując otrzymane wyniki można stwierdzić, że wszystkie próbki przed przystąpieniem do badania – w celu minimalizacji błędów pomiarowych związanych z heterogenicznością – należy przesiać przez sito 0,5 mm. Następnie po wygrzaniu i przedmuchaniu próbki w urządzeniu SmartPrep należy zatkać probówkę korkiem w celu eliminacji ponownego zawilgocenia. Konsekwencją wygrzewania próbki już nawet w temperaturze 65°C jest wzrost wartości Ro o 3%, lecz przy wygrzewaniu w 425°C rośnie ona aż o 500%. Po wykonaniu analizy adsorpcji azotem zauważono, że wszystkie próbki, niezależnie od ich współczynnika wzrostu lub spadku powierzchni właściwej BET z temperaturą, wykazują tendencję do lokalnych minimów w zakresie 130–190°C i 360–425°C oraz lokalnych maksimów 65–105°C i 250–320°C, których to wyjaśnienie powinno być przedmiotem osobnej pracy analizującej szczegółowo zjawiska fizycznochemiczne występujące w podobnym trendzie we wszystkich analizowanych próbkach.
The purpose of this work was to show the effects of heating up of mudstones rock samples, on their pore structure and especially on their specific surface BET. Porous structures of both – raw and partly heated samples – were measured using nitrogen adsorption method at low temperature i.e. boiling temperature of liquid nitrogen. Adsorption and desorption isotherms obtained for these samples were similar and they could be classified as type II according to IUPAC classification (Sing et al. 1985). Adsorption testing was conducted on clay-mudstone rock samples from Ordovician, Silurian and Carpathian Flysch layers. Sample selection was based on mineral content analysis outcome from quantitative X-ray analysis. The main selection criteria was calcium carbonate content, due to the fact that theoretically they do not undergo any transformations below 550°C, it turned out, however, that they might occur at much lower temperatures. At least 30 adsorption measurements were taken for each sample, totaling about 120 adsorption measurements. Cumulative curves were obtained together with pore volume distribution functions using BJH (BarrettJoyner-Halenda) (Barrett et al., 1951) algorithm from the desorption branch using Halsey’s statistical layer thickness equation and Faass (Faass, 1981) correction and also specific surface measurements (BET). Analysis of the obtained results allow us to conclude, that all samples should be put through the 0.5 mm sieve before analysis to minimize the error associated with its heterogenity. Later, after the sample has been preheated and Nitrogen vented in SmartPrep apparatus, it has to be cork sealed to eliminate secondary moisture adsorption. The consequence of preheating of a rock sample even at 65°C is the increase in its Vitrinite Reflectance by 3%, but after preheating it at 425°C, VR increases even by 500%. After adsorption analysis it was concluded that all the samples – regardless of whether their BET, change with temperature was positive or negative – showed local minima in 130–190°C and 360–425°C, and local maxima in 65–105°C and 250–320°C which phenomena should be examined in detail in further research, in order to analyse both physical and chemical processes present in similar trend in all analyzed samples. - Źródło:
-
Nafta-Gaz; 2019, 75, 1; 10-16
0867-8871 - Pojawia się w:
- Nafta-Gaz
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł