摘要：为了进一步研究水分和页岩相互作用，本文通过水蒸汽吸附法研究水蒸汽在Marcellsu页岩上的吸附行为及热力学性质。本文采用TGA-SA的水蒸汽吸附仪测量水蒸汽在303.15K，313.15K和328.15K条件下的等温吸/脱附曲线。基于Dent模型，本文还给出了水蒸汽在页岩吸附产生的等量吸附热的精确解析解，且这种方法优于经典的Clausius–Clapeyron的方法。试验及计算结果表明，

       1）Dent吸附模型可以很好的模拟水蒸汽在页岩上的吸附行为;

       2）吸/脱附滞后环随着温度的升高而减小;

       3）采用理想气体状态方程导致等量吸附热被高估;

       4）低压条件下，环境温度对等量吸附热也有影响: 环境温度越高，等量吸附热越小;

       5）随着吸附量的增加，甲烷在页岩上的等量吸附热（48-55 kJ/mol）迅速下降并逐渐趋于常量。

文章核心试验及计算结果：

图1 水蒸汽在页岩上吸附等温曲线：实心点表示实测数据，实线表示拟合结果

图2 表示水蒸汽在页岩上吸脱附曲线：虚线为连接线，便于观测数据

图3：吸脱附滞后环面积与温度的关系

图4表示不同温度条件下，水蒸汽在页岩上吸附热的变化规律：实线采用真实气体状态方程，虚线采用理想气体状态方程

欢迎各位同行批评指正，拙作详见 (Free access until October 03, 2017)：

Tang,X. Ripepi, N., Valentine, K., Keles, G., Long, T. & Gonciaruk, A. (2017) Water vapor sorption on Marcellus shale: Measurement, modeling and thermodynamic analysis, Fuel, https://authors.elsevier.com/a/1VYVt3iH40JT1.