水盐体系LiCl-LiNO3-H2O的热力学性质研究

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LiCl-LiNO3-H2O体系作为一种新型的制冷剂其相关的热力学性质及参数在研发吸附式冷暖空调系统的工作中非常重要。然而,早先我们用热力学模型预测其溶解度相图的时候发现理论预测的结果与已有的实验数据之间有着明显的不一致。为了验证理论预测和实验结果的可靠性,我们开展了如下工作:1)进行了相平衡实验。精确测定了二元体系LiNO3-H2O从273.15 K到333.15 K的溶解度以及三元水盐体系LiCl-LiNO3-H2O 273.15 K和323.15 K的等温溶解度曲线。我们将实验的绝对误差减小到不超过0.2 mass %。2)评述了热力学模型的研究及其应用现状,在此基础上针对所研究体系的性质,选择了一种可靠的热力学模型——BET模型用于描述该水盐体系的溶解度性质。3)评述了文献报道的LiNO3-H2O体系水的活度数据,并选用了一套可靠的水的活度和盐浓度数据,拟合了有关LiNO3的模型参数;结合已有的LiCl模型参数,用两种修正了的BET模型预测了LiCl-LiNO3-H2O体系的等温溶解度相图和水的活度数据,对这两种修正模型的预测能力进行了比较。4)基于前面的研究,我们选择了可靠的模型,找到了最优的修正方法,获得了完整的模型参数,并借助模型预测了LiCl-LiNO3-H2O体系全浓度范围的溶解度相图。重新计算了文献所报道的体系的溶解度相图,同时还按他人的解释呈现了一种假定环境下的相图结果,借此评述了有关该体系现有数据的可靠性,并最终证明了文献报道结果的错误,给出了一个合理的令人信服的解释,提供了一个选用可靠溶解度数据的理论依据。研究结果表明,BET模型所具有较强的预测能力,适用于高浓度,水合能力强的电解质溶液,可以很好的描述“饱和溶液与盐固相相平衡”这一类行为;对于LiCl-LiNO3-H2O体系,Abraham在2000年提出的修正方法比Clegg和Simonson于2001年提出的修正方法能更好的一致性地描述和预测该体系的溶解度和水的活度等热力学性质;借用可靠的模型和合适的修正方法,我们通过对模型预测结果和实验数据的分析比较,证明了文献报道结果的错误,并给出了一个合理的令人信服的解释,借此演示了热力学模型在溶解度数据评估中的运用,证明了该修正了的BET模型有其较出色的预测能力。同时,向人们展示了热力学模型在理论预测方面的指导意义及其独到优势。
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