本文選題：菱形石墨炔　切入點(diǎn)：He分離　出處：《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》2017年11期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：氦氣在科學(xué)和工業(yè)等領(lǐng)域中都具有不可替代的作用,其主要存在于天然氣中。如何高效地從天然氣中分離氦氣顯得至關(guān)重要。本文基于密度泛函理論(DFT)方法系統(tǒng)地探究了菱形石墨炔(rhombic-graphyne,R-GY)分離膜對(duì)He和其他天然氣組分(Ne、Ar、CO_2、N_2和CH_4)的吸附、選擇和滲透性能。結(jié)果表明,R-GY作為He分離膜可同時(shí)滿足高選擇性和高滲透率的要求。常溫下,R-GY薄膜對(duì)He/Ne、He/CO_2、He/N_2、He/Ar和He/CH_4的選擇性可分別達(dá)到2?10~7、3?10~(20)、9?10~(26)、7?10~(37)和5?10~(51),即使在600 K時(shí)仍可保持較高水平。此外,由于較低的擴(kuò)散能壘,He穿透R-GY薄膜的滲透率在常溫下可達(dá)到10~(-6) mol·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1),高出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近3個(gè)數(shù)量級(jí);而其他氣體組分在常溫下的滲透率僅為10~(-58)-10~(-14) mol·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1),氣體無法滲透R-GY薄膜。
[Abstract]:Helium plays an irreplaceable role in science and industry. It mainly exists in natural gas. It is very important how to separate helium efficiently from natural gas. Based on density functional theory (DFT) method, the adsorption of he and other natural gas components Neacorco _ 2N _ 2C _ 2N _ 2 and Ch _ 4 by rhombic-graphyne-R-GYY) separation membrane has been studied systematically in this paper. The results show that RGY as he separation membrane can meet the requirements of both high selectivity and high permeability. At room temperature, the selectivity of R-GY thin film to He/ Nee / HeP / NSCT / N2HeR / ar and He/CH_4 can reach 2? 10? 7? 3? 10 / 10 / 20 / 9? 10!!! 26!!! 7? 10) and 5? In addition, the permeability of low diffusion energy barrier he through R-GY thin films can reach 10 ~ 10 ~ (-6) mol 路m ~ (-1) 路scai ~ (-1) 路Pao ~ (-1), which is nearly three orders of magnitude higher than the industrial standard. The results show that: (1) 10??? However, the permeability of other gas components at room temperature is only 10 ~ (-58) ~ (-10) ~ (-14) mol 路m ~ (2) ~ ((2)) 路mol ~ (-1) 路Pao ~ (-1) ~ (-1), and the gas can't penetrate R-GY film.
【作者單位】： 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院;青島農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院;中國石油大學(xué)(華東)理學(xué)院;
【基金】：山東省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2015GGB01552)資助~~
【分類號(hào)】：O641.1;TQ116.41

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本文編號(hào)：1568941