高真空多层绝热技术亦被称为“超级绝热”,广泛应用于液氮、液氢、液氧等低温容器及相应真空绝热管道,其真空性能的恶化是导致低温容器寿命下降的主要原因之一。因此,提高真空技术在低温容器中的应用水平,是确保低温液体以节能、经济、安全可靠的方式贮存运输的重要工作之一。目前,两个方面的研究内容成为热点问题:一是低温容器真空夹层残余气体的分析研究;二是吸附剂吸附性能的研究及推广应用。通常而言,漏入低温容器真空夹层的气源是空气,其主要成分是N₂和O₂,而低温容器中的金属材料以及绝热材料在真空环境下放出的气体则主要是H₂（70%）。因此,研究低温真空条件下对N₂、O₂和H₂吸附性能优良的吸附剂显得极为重要。分子筛具有孔道结构丰富、吸附容量大、比表面积大、极性较强、易于离子交换改性等优点,使其广泛应用于物质的分离、干燥、净化和脱水。为探究低温容器夹层所用分子筛吸附剂的吸附特性,采用静态膨胀法进行实验获得了平衡压力为10^-310³Pa范围内4A、5A和13X分子筛对N₂、O₂单一组分以及空气的吸附等温线,比较了不同分子筛对气体的吸附能力差异,探究了分子筛的吸附机理。研究结果表明:液氮温度下,5A和13X分子筛在真空条件下对N₂及O₂的吸附能力强,吸附量能达到10⁴Pa·L/g量级,4A分子筛对O₂的吸附量也能达到10⁴Pa·L/g量级,然而4A分子筛在平衡压力高时吸附N₂能力较差,饱和吸附量仅达到300Pa·L/g左右;三种分子筛对空气的吸附能力为13X分子筛>5A分子筛>4A分子筛,且在液氮温度下,5A分子筛对空气的吸附速率高于13X分子筛。研究分子筛在低温下的真空吸附特性,有助于指导分子筛在低温容器中的应用,同时为低温分子筛的设计提供参考。分子筛属于微孔材料,吸附质气体在微孔中的吸附、扩散过程与微孔结构有关。气体吸附法广泛应用于表征多孔材料的比表面积、微孔体积及孔径分布信息。以N₂、CO₂为吸附质气体采用气体吸附法表征了4A、5A、13X分子筛的微孔结构。4A、5A、13X分子筛的BET比表面积依次是:484.4586cm²/g、573.9056cm²/g、673.8285cm²/g。4A、5A、13X分子筛的微孔容积分别为0.1519cm³/g、0.1949cm³/g、0.2523cm³/g。孔径分布曲线表明三种分子筛中含有丰富的微孔,吸附主要是微孔体积填充过程。钯和铂的过渡金属氧化物作为一种催化氢化反应材料,有着优良的吸氢性能。由于分子筛在77K下对H₂的吸附性能差,为探究低温容器夹层所用吸附剂吸附特性,采用静态膨胀法获得了吸附剂对氢气的吸附等温线,通过分析等温线,比较了不同吸附剂对氢气的吸附性能,研究了氧化铂吸附氢气的机理,并利用BET理论、t-Plot法、BJH法分析了氧化铂的孔隙结构信息。实验结果表明,PdO在较宽压力范围内吸氢性能优异,吸附量能达到1.7×10⁴Pa·L/g左右。平衡压力大于10Pa后,PtO₂对氢气的吸附作用较强。平衡压力在1×10^-2Pa³×10^-2Pa范围时,Ag₂O吸附性能较好。低温容器常用吸氢剂PdO中按比例配置PtO₂、Ag₂O形成组合吸附剂,在不整体降低吸附性能的同时,可以较大幅度减少吸附剂费用,提高经济性。PtO₂的总孔容积、比表面积、微孔容积、微孔比表面积均大于PdO,孔结构方面的优势使得PtO₂能够提供更大的吸附和反应场所。