煤層瓦斯氣體中常因含有CO₂等其他氣體而無(wú)法使用甚至帶來(lái)安全隱患。為尋求一種高效分離煤層氣中CO₂氣體以提高瓦斯利用率的新途徑,本文通過(guò)炭化有機(jī)鹽、氮摻雜方法制備一種對(duì)CO₂/CH₄具有高吸附性能、高分離性能的炭材料。本文通過(guò)炭化有機(jī)鹽,并采用三種胺浸漬和氮摻雜四種改性方法,通過(guò)表征考察了物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)表面性質(zhì),在吸附CO₂/CH₄氣體方面進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn),并通過(guò)Material Studio分子模擬軟件探索炭材料吸附分離瓦斯中CO₂的機(jī)理,為分離瓦斯中CO₂,提高瓦斯利用效率方面提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）通過(guò)掃描電鏡、透射電鏡表征可知,制備的炭材料具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、‘沙漠玫瑰’狀的外觀結(jié)構(gòu);通過(guò)XRD和Raman測(cè)試可知炭材料具有帶表面缺陷位的低石墨化的微觀構(gòu)造,通過(guò)紅外和熱重測(cè)試可知胺基有效負(fù)載在炭材料上;通過(guò)氮?dú)獾葴匚綔y(cè)試表明炭材料具有高比表面積(937-1373m²

【文章來(lái)源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 吸附分離低濃度瓦斯技術(shù)概述
        1.2.2 多孔炭改性技術(shù)概述
    1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
    1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.5 技術(shù)路線
2 實(shí)驗(yàn)部分和方法介紹
    2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)機(jī)理
    2.2 吸附分析理論
        2.2.1 吸附模型
        2.2.2 吸附等溫線類型
        2.2.3 吸附選擇性計(jì)算方法
    2.3 分子模擬研究
3 改性多孔炭吸附分離CO2/CH
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
        3.1.2 炭材料吸附劑
        3.1.3 吸附劑表征
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 吸附劑的表征分析
2/CH₄ 性能研究">        3.2.2 多孔炭吸附CO₂/CH₄ 性能研究
    3.3 本章小結(jié)
2/CH₄ 的分子模擬研究">4 多孔炭吸附CO₂/CH₄ 的分子模擬研究
    4.1 Material Studio分子模擬方法
        4.1.1 分子力場(chǎng)簡(jiǎn)介
        4.1.2 Materials Studio軟件介紹
        4.1.4 Material模塊介紹
    4.2 改性炭材料的雙組分氣體吸附模擬
        4.2.1 模型構(gòu)建及優(yōu)化
        4.2.2 二元組分氣體吸附等溫線模擬
        4.2.3 密度泛函數(shù)計(jì)算氮摻雜材料吸附能
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤層氣地面開(kāi)發(fā)及利用趨勢(shì)探討[J]. 姚成林,熊云威,宋春香.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2017(06)
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博士論文
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[2]胺改性工業(yè)級(jí)碳納米管吸附分離煙道氣中二氧化碳的研究[D]. 劉清.浙江大學(xué) 2015
[3]CO2/CH4在微波活性炭上的吸附分離研究[D]. 李芬容.昆明理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]雜原子修飾的多孔材料設(shè)計(jì)合成和催化性能研究[D]. 柏家奇.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于對(duì)硝基苯胺和1-苯基-3-吡唑烷酮合成氮摻雜多孔炭材料及其超電容性能研究[D]. 易海濤.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]燃煤電廠多污染物排放清單及不確定性研究[D]. 孫洋洋.浙江大學(xué) 2015
[4]不同孔徑尺寸的微孔材料對(duì)CO2/CH4/N2吸附分離研究[D]. 李君敏.太原理工大學(xué) 2014
[5]氮摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 劉哲.大連理工大學(xué) 2013
[6]CO2/CH4吸附分離及吸附劑的設(shè)計(jì)合成研究[D]. 李云東.昆明理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3010416