瓦斯是煤的伴生物,其主要成分為甲烷,是一種不可再生的清潔能源,同時瓦斯也是我國煤礦安全生產(chǎn)的主要致災(zāi)源和僅次于CO₂的強(qiáng)溫室氣體。因此,實現(xiàn)煤礦瓦斯的高效減排利用,對于增加能源供應(yīng)、保障煤礦的安全生產(chǎn)和提高環(huán)境保護(hù)具有重要意義。然而,受煤層地質(zhì)條件和抽采技術(shù)的限制,在煤礦瓦斯的抽采過程中往往會由于煤體裂隙漏風(fēng)而導(dǎo)致大量空氣等雜質(zhì)氣體（N₂、O₂、CO₂、水汽等）的混入使得抽采氣體中CH₄的含量較低,嚴(yán)重制約了煤礦抽采含瓦斯氣體的安全輸送及后續(xù)的資源化利用。在眾多的瓦斯提純方法中,吸附分離技術(shù)是一種已被證明對混合氣體分離行之有效的技術(shù)手段。然而,吸附分離的關(guān)鍵在于高效吸附劑的制備及其對多組分混合氣體的競爭吸附機(jī)制。本論文采用實驗手段,以MOFs材料為研究對象,制備合成了MOFs材料中具有良好甲烷吸附性能的MIL-101,并采用負(fù)載Mg²⁺、添加活性炭等不同方法對其進(jìn)行改性。通過對樣品進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)測試、微觀形貌表征、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)分析、X射線衍射測定等手段,獲得... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 金屬有機(jī)骨架材料簡介
    1.4 存在的主要問題
    1.5 研究內(nèi)容及方法
    1.6 研究進(jìn)展及成果
2 典型MOFs材料甲烷吸附性能對比及材料優(yōu)選
    2.1 MOFs材料制備
    2.2 MOFs材料吸附性能評價及材料優(yōu)選
    2.3 本章小結(jié)
3 改性MOFs材料結(jié)構(gòu)調(diào)控與表征
    3.1 摻雜Mg~(2+)對MOFs材料結(jié)構(gòu)調(diào)控機(jī)制
    3.2 負(fù)載煤基活性炭對MOFs材料結(jié)構(gòu)調(diào)控機(jī)制
    3.3 改性MOFs材料結(jié)構(gòu)表征
    3.4 本章小結(jié)
4 改性MOFs材料對含瓦斯氣體吸附特性評價
    4.1 MOFs材料對含瓦斯氣體吸附特性分析
    4.2 摻雜Mg~(2+)對MOFs材料吸附性能影響機(jī)理
    4.3 負(fù)載煤基活性炭對MOFs材料吸附性能影響機(jī)理
    4.4 改性MOFs材料吸附熱力學(xué)分析
    4.5 本章小結(jié)
5 MOFs材料對含瓦斯氣體吸附分離的IAST預(yù)測
    5.1 理想吸附溶液理論
    5.2 改性MOFs材料對CH_4/N_2 競爭吸附預(yù)測
    5.3 CH_4/N_2 不同比例下競爭吸附系數(shù)計算
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤礦瓦斯高效抽采及分布式利用關(guān)鍵技術(shù)[J]. 林柏泉,張建國,劉廳.  山西焦煤科技. 2017(Z1)
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博士論文
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碩士論文
[1]低濃度瓦斯提純的柱式分離法基礎(chǔ)研究[D]. 賀姝靜.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]煤基炭分子篩的制備及其變壓吸附分離CH4/N2研究[D]. 王德超.西安科技大學(xué) 2016
[3]MOFs對含低濃度瓦斯氣體選擇性吸附分離的分子模擬研究[D]. 阮馬良.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[4]金屬—有機(jī)骨架材料ZIFs的制備及其吸附脫硫性能研究[D]. 石偉芹.北京化工大學(xué) 2015
[5]煤層氣中N2/CH4/CO2組分在金屬有機(jī)骨架材料MIL-101上的吸附研究[D]. 張玉.天津大學(xué) 2015
[6]MIL-101系列材料的合成及性能研究[D]. 張春梅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]甲烷—氮氣在新型吸附劑上的吸附分離研究[D]. 胡江亮.太原理工大學(xué) 2013
[8]變壓吸附法濃縮瓦斯氣的工藝設(shè)計及數(shù)學(xué)模擬[D]. 姜豐.安徽理工大學(xué) 2012
[9]金屬—有機(jī)骨架化合物的合成及其甲烷吸附性能研究[D]. 黎海波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[10]金屬—有機(jī)骨架材料——MOF-5和MIL-101的合成及其對VOCs的吸附/脫附性能[D]. 黃思思.華南理工大學(xué) 2010



本文編號：3638059