發(fā)布時(shí)間：2021-04-22 03:10

　　全球性淡水資源的缺乏導(dǎo)致人類面臨著缺水的危機(jī),如何高效經(jīng)濟(jì)的從海水中提取淡水成為了解決問題的關(guān)鍵。水合物法海水淡化是一種新型的、節(jié)能的海水淡化技術(shù),但是水合物誘導(dǎo)時(shí)間長、生長緩慢、傳質(zhì)傳熱的限制以及固液分離困難等問題阻礙著水合物技術(shù)海水淡化的規(guī)�；瘧�(yīng)用。據(jù)報(bào)道,碳材料在不同程度上對水合物的形成具有促進(jìn)作用,因此本文通過研究石墨烯和石墨作用下乳液體系中的水合物成核,促進(jìn)水合物生長過程中的傳質(zhì)與傳熱,從而提高水合物的成核速率以及生長速率。通過改變水合物生長的狀態(tài),調(diào)控水合物晶體的聚集程度來減少固液分離過程中濃縮液的夾帶,實(shí)現(xiàn)海水向淡水資源的高純度轉(zhuǎn)化。同時(shí)在水合物海水淡化過程中進(jìn)行高附加值鋰離子的富集研究,以實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。研究中發(fā)現(xiàn)石墨烯以及石墨作用下的水和環(huán)戊烷乳液體系能夠促進(jìn)水合物和冰的成核,大大減少了誘導(dǎo)時(shí)間,使其具有更快的成核速率。石墨粒度對靜態(tài)或不斷攪拌下的脫鹽效率和轉(zhuǎn)化率有不同的影響。石墨顆粒在靜置狀態(tài)和攪拌下對水合物的脫鹽效率相比于空白實(shí)驗(yàn)都有所提高,并且最大的脫鹽效率能達(dá)86%。隨著水合物反應(yīng)時(shí)間的增加,水合物的脫鹽效率和轉(zhuǎn)化率都有上升的趨勢。這種水合物脫鹽工藝被證... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 水資源現(xiàn)狀
        1.1.2 主流海水淡化工藝技術(shù)
    1.2 水合物概述
        1.2.1 水合物物理性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 水合物的形成
    1.3 水合物技術(shù)海水淡化
        1.3.1 水合物技術(shù)海水淡化機(jī)理
        1.3.2 水合物技術(shù)海水淡化的優(yōu)勢
        1.3.3 水合物技術(shù)海水淡化研究現(xiàn)狀
    1.4 碳材料對水合物生成的影響綜述
        1.4.1 多壁碳管對氣體水合物的影響
        1.4.2 石墨/石墨烯對氣體水合物的影響
        1.4.3 活性炭對氣體水合物的影響
    1.5 研究目的和意義
    1.6 研究內(nèi)容
2 石墨烯的制備及對水合物生成的影響研究
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        2.2.1 石墨烯電化學(xué)剝離
        2.2.2 石墨烯洗滌、超聲
        2.2.3 石墨烯尺寸篩分
    2.3 石墨烯分散液的紫外-可見光測試
    2.4 石墨烯的乳化性能
        2.4.1 石墨烯尺寸對乳化性能的影響
        2.4.2 超聲時(shí)間對乳化性能的影響
    2.5 石墨烯對水合物成核的影響
        2.5.1 石墨烯對環(huán)戊烷水合物成核的影響
        2.5.2 石墨烯對四氫呋喃水合物成核的影響
    2.6 石墨烯對環(huán)戊烷水合物生長的影響
    2.7 本章小結(jié)
3 石墨顆粒對水合物的影響研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        3.2.1 水合物生成前處理
        3.2.2 水合物的生成
        3.2.3 水合物的后處理
        3.2.4 數(shù)據(jù)處理
    3.3 石墨顆粒的物性研究
        3.3.1 石墨顆粒掃描電子顯微鏡
        3.3.2 石墨顆粒X射線衍射
        3.3.3 石墨顆粒熱重分析
    3.4 靜置狀態(tài)下石墨顆粒對水合物的影響研究
        3.4.1 石墨顆粒對水合物成核的影響
        3.4.2 石墨粒徑和用量對水合物脫鹽效率的影響
    3.5 攪拌下石墨顆粒對水合物的影響研究
        3.5.1 石墨顆粒粒徑對水合物脫鹽效率和轉(zhuǎn)化率的影響
        3.5.2 石墨顆粒用量對水合物脫鹽效率和轉(zhuǎn)化率的影響
        3.5.3 水合物海水淡化應(yīng)用于真實(shí)海水以及自然低溫
    3.6 本章小結(jié)
4 水合物法脫鹽過程高附加值鋰離子富集研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    4.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.3 水合物富集原理和拉曼表征
        4.3.1 水合物法脫鹽過程鋰離子富集原理
        4.3.2 不同體系形成的水合物拉曼表征
    4.4 石墨作用下的水合物法鋰離子富集過程影響
        4.4.1 溶液濃度和陰離子對鋰富集過程的影響
        4.4.2 水合物反應(yīng)時(shí)間對鋰富集過程的影響
    4.5 水合物法多級脫鹽及石墨循環(huán)使用性能
        4.5.1 石墨作用下的環(huán)戊烷水合物多級脫鹽
        4.5.2 石墨的回收循環(huán)使用性能
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于水冷壓縮式制冷循環(huán)的CO2水合物海水淡化實(shí)驗(yàn)研究[J]. 吳康龍,謝應(yīng)明,徐政濤,吳乾坤,周琦.  新能源進(jìn)展. 2021(01)



本文編號：3153041