煤基质中二氧化碳(CO2)的吸附机理对研究CO2在煤层中的稳定性和运移过程具有重要意义。本文介绍了马来西亚煤层对CO2吸附能力的动力学研究和主要控制作用。CO2吸附实验数据采用容积法测定,温度分别为273K、298K、308K和318K,压力高达99.3kPa。利用热动力学模型对CO2吸附实验数据进行了研究,采用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射分析对煤样进行表征。所有煤样的主要官能团为羟基(−OH)。X射线衍射分析表明,煤样有属于石英的主峰(d=3.348Å)。采用包括准一级扩散模型、准二级扩散模型、Avrami模型和粒子内扩散模型在内的多种动力学模型对实验结果进行关联。颗粒内扩散模型与实验数据吻合较好。因此,孔隙扩散可能是CO2与煤基质相互作用的主要限制因素。这说明CO2分子快速运移到煤基质表面,并缓慢扩散到煤基质孔隙中。结果表明,CO2与煤基质的整体相互作用受扩散限制影响。煤样的活化能均小于8kJ/mol,这表明CO2在煤样上的吸附是一种物理吸附过程。