煤層氣中CH₄/N₂的分離富集對貴州省充分利用現(xiàn)有能源和減少環(huán)境污染具有重要意義。吸附分離法是較適用于貴州低濃度煤層氣CH₄/N₂分離富集的方法,吸附劑是該技術(shù)能否實現(xiàn)工業(yè)化的核心。活性炭具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、價格低廉、可循環(huán)利用等優(yōu)點被認為是優(yōu)質(zhì)的吸附劑。CH₄的分子動力學直徑為0.382 nm,當吸附劑孔隙大小為吸附質(zhì)分子1.3-3倍時最有利于吸附。要想提高活性炭對CH₄的吸附量,吸附劑孔徑應為分布在0.5-1.3 nm的微孔,且微孔容積盡可能大。但是,市面上活性炭存在孔道分布不均,微孔率低等問題,導致其對CH₄的吸附性能較差。因此,非常有必要制備出孔徑分布集中在微孔且微孔容積大的微孔碳材料。據(jù)此,本文以淀粉為碳源,通過水熱碳化法、K₂CO₃活化法和離子活化法制備了一系列碳材料。利用N₂吸附/脫附分析淀粉基碳材料的孔隙結(jié)構(gòu),FITR和Boehm滴定分析碳材料表面化學性... 

【文章來源】：貴州大學貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 貴州省煤層氣資源現(xiàn)狀和開發(fā)意義
        1.1.1 貴州省煤層氣資源和利用現(xiàn)狀
        1.1.2 低濃度煤層氣開發(fā)利用意義
4分離技術(shù)的研究進展">    1.2 煤層氣中CH₄分離技術(shù)的研究進展
        1.2.1 氣體膜分離技術(shù)
        1.2.2 低溫深冷分離技術(shù)
        1.2.3 水合物分離技術(shù)
        1.2.4 吸附分離技術(shù)
    1.3 吸附材料
        1.3.1 金屬有機骨架材料
        1.3.2 沸石分子篩
        1.3.3 活性碳材料
    1.4 活性碳材料的制備
        1.4.1 模板法
        1.4.2 水熱法
        1.4.3 活化法
    1.5 活性碳原料
    1.6 研究思路
    1.7 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料和儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 淀粉基碳材料的制備
        2.2.1 水熱法制備碳材料
        2.2.2 碳酸鉀活化法制備碳材料
        2.2.3 離子活化法制備碳材料
    2.3 淀粉基碳材料的表征分析
2吸附/脫附等溫線">        2.3.1 N₂吸附/脫附等溫線
        2.3.2 傅里葉紅外光譜
        2.3.3 Boehm滴定
        2.3.4 Raman分析
        2.3.5 XRD分析
        2.3.6 TEM分析
4的吸附性能評價">    2.4 淀粉基碳材料對模擬煤層氣中CH₄的吸附性能評價
x及其對CH₄的吸附性能">第三章 水熱碳化法制備碳材料SAC_x及其對CH₄的吸附性能
    3.1 引言
    3.2 淀粉直接碳化與水熱碳化制備碳材料及其吸附性能
0的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析">        3.2.1 碳材料AC和SAC₀的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
0的FITR分析">        3.2.2 碳材料AC和SAC₀的FITR分析
0的Boehm滴定分析">        3.2.3 碳材料AC和SAC₀的Boehm滴定分析
0對低濃度煤層氣中CH₄的吸附性能">        3.2.4 碳材料AC和SAC₀對低濃度煤層氣中CH₄的吸附性能
    3.3 水熱碳化條件對淀粉基水熱炭吸附性能影響
        3.3.1 水熱濃度制備淀粉基水熱炭對吸附性能的影響
        3.3.2 水熱時間對水熱碳材料吸附性能的影響
    3.4 β淀粉酶添加量對淀粉基水熱炭吸附性能的影響
10-10-0.1的吸附穩(wěn)定性研究">    3.5 碳材料SAC_10-10-0.1的吸附穩(wěn)定性研究
    3.6 本章小結(jié)
2CO₃活化水熱炭制備碳材料WAC_x及其性能研究">第四章 K₂CO₃活化水熱炭制備碳材料WAC_x及其性能研究
    4.1 引言
2CO₃摻混方式活化制備WAC_x及其吸附分離煤層氣CH₄">    4.2 K₂CO₃摻混方式活化制備WAC_x及其吸附分離煤層氣CH4

        4.2.1 碳材料WAC和WAC_x的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
x的FITR分析">        4.2.2 碳材料WAC和WAC_x的FITR分析
k的Boehm滴定分析">        4.2.3 碳材料WAC和WAC_k的Boehm滴定分析
2CO₃摻混方式對碳材料WAC_x吸附性能的影響">        4.2.4 K₂CO₃摻混方式對碳材料WAC_x吸附性能的影響
2CO₃活化條件制備碳材料WAC_k-x-T對CH₄吸附性能影響">    4.3 K₂CO₃活化條件制備碳材料WAC_k-x-T對CH₄吸附性能影響
k-x-T吸附性能的影響">        4.3.1 碳酸鉀活化時間對碳材料WAC_k-x-T吸附性能的影響
k-x-T吸附性能的影響">        4.3.2 碳酸鉀活化溫度對碳材料WAC_k-x-T吸附性能的影響
2CO₃活化淀粉制備碳材料AC_k與WAC_k-1.5-850 吸附性能對比">    4.4 K₂CO₃活化淀粉制備碳材料AC_k與WAC_k-1.5-850 吸附性能對比
k-1.5-850和AC_k的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析">        4.4.1 碳材料WAC_k-1.5-850和AC_k的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
k-1.5-850和AC_k的FITR分析">        4.4.2 碳材料WAC_k-1.5-850和AC_k的FITR分析
k-1.5-850和AC_k對低濃度煤層氣中CH₄的吸附性能">        4.4.3 碳材料WAC_k-1.5-850和AC_k對低濃度煤層氣中CH₄的吸附性能
k-1.5-850吸附穩(wěn)定性研究">    4.5 碳材料WAC_k-1.5-850吸附穩(wěn)定性研究
    4.6 本章小結(jié)
k-y及其性能研究">第五章 離子活化法制備碳材料Ax-WAC_k-y及其性能研究
    5.1 引言
k吸附性能影響">    5.2 丙烯酸添加量對制備碳材料Ax-WAC_k吸附性能影響
k的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析">        5.2.1 碳材料Ax-WAC_k的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
k的FITR分析">        5.2.2 碳材料Ax-WAC_k的FITR分析
k碳材料吸附性能">        5.2.3 碳材料Ax-WAC_k碳材料吸附性能
k-y吸附性能影響">    5.3 離子交換比對制備碳材料A6-WAC_k-y吸附性能影響
k-y的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析">        5.3.1 碳材料A6-WAC_k-y的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
k-y的FITR分析">        5.3.2 碳材料A6-WAC_k-y的FITR分析
k-3的Raman分析">        5.3.3 碳材料A6-WAC_k-3的Raman分析
k-3的XRD分析">        5.3.4 碳材料A6-WAC_k-3的XRD分析
k-3的TEM分析">        5.3.5 碳材料A6-WAC_k-3的TEM分析
k-y吸附性能">        5.3.6 碳材料A6-WAC_k-y吸附性能
k-3碳材料吸附穩(wěn)定性研究">    5.4 碳材料A6-WAC_k-3碳材料吸附穩(wěn)定性研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
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本文編號：3098612

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