煤層氣是一種非常規(guī)天然氣,由于其儲(chǔ)量豐富,被認(rèn)為是一種潛在的能源資源。氮?dú)猓∟₂）作為其主要的雜質(zhì),其去除對(duì)富集甲烷（CH₄）實(shí)現(xiàn)煤層氣的有效利用至關(guān)重要。由于CH₄和N₂的分子直徑相近,極性相同,膜分離成為有效分離CH₄/N₂的最佳方法。聚合物,作為分離膜的主要材料,受到“Robeson?upper bound”的相互制約的關(guān)系,即不能同時(shí)具有優(yōu)異的滲透性和選擇性。在聚合物膜中加入無(wú)機(jī)填料制備混合基質(zhì)膜（MMMs）可以打破其制約關(guān)系,甚至超越氣體分離上限。金屬有機(jī)骨架材料（MOFs）因其結(jié)構(gòu)中有機(jī)配體的存在,與聚合物基質(zhì)之間表現(xiàn)出良好的相容性。因此,本文旨在通過(guò)制備MOFs/聚合物混合基質(zhì)膜來(lái)研究其CH₄/N₂的分離性能。本論文選擇三嵌段聚合物SBS1301為基體材料,兩種含Ni基的MOFs（[Ni₃（HCOO）₆]和Ni-MOF-74）作為無(wú)機(jī)填料,以THF為溶劑,... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 甲烷氮?dú)夥蛛x的意義
    1.2 甲烷氣體分離的主要方法
        1.2.1 深冷分離法
        1.2.2 變壓吸附法
        1.2.3 膜分離法
    1.3 氣體膜分離的傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.1 多孔膜傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.2 非多孔膜傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.3 氣體分離膜的分離上限
    1.4 氣體分離膜的材料
        1.4.1 混合基質(zhì)膜
        1.4.2 氣體膜分離的過(guò)程中常用的無(wú)機(jī)填充材料
        1.4.3 嵌段聚合物基甲烷氣體分離膜
    1.5 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 表征方法
        2.2.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.2 紅外分析(FT-IR)
        2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.4 熱重分析(TGA)
        2.2.5 比表面積及孔徑分析測(cè)試(BET)
    2.3 氣體分離性能測(cè)試
        2.3.1 單氣體分離性能測(cè)試
        2.3.2 混合氣體分離性能測(cè)試
第三章 [NI_3(HCOO)_6]/SBS混合基質(zhì)膜的制備及其在CH_4/N_2分離性能
    3.1 引言
    3.2 混合基質(zhì)膜的制備
        3.2.1 [Ni_3(HCOO)_6]的合成
        3.2.2 [Ni_3(HCOO)_6]/SBS混合基質(zhì)膜的制備
    3.3 [NI_3(HCOO)_6]晶體的表征
        3.3.1 [Ni_3(HCOO)_6]晶體的XRD表征
        3.3.2 [Ni_3(HCOO)_6]晶體的SEM表征
    3.4 [NI_3(HCOO)_6]/SBS混合基質(zhì)膜的表征
        3.4.1 X射線衍射分析(XRD)
        3.4.2 紅外光譜結(jié)構(gòu)分析(FT-IR)
        3.4.3 形貌分析(SEM)
        3.4.4 熱穩(wěn)定性分析(TGA)
    3.5 [NI_3(HCOO)_6]/SBS混合基質(zhì)膜的單氣體CH_4/N_2分離性能
        3.5.1 [Ni_3(HCOO)_6]含量對(duì)單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
        3.5.2 溫度對(duì)單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
        3.5.3 壓力單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
    3.6 [NI_3(HCOO)_6]/SBS混合基質(zhì)膜的CH_4/N_2混合氣體分離性能
    3.7 本章制備的MMMS與其它聚合物膜的分離性能的比較
    3.8 本章小結(jié)
第四章 NI-MOF-74/SBS混合基質(zhì)膜的制備及其在CH_4/N_2分離性能
    4.1 引言
    4.2 混合基質(zhì)膜的制備
        4.2.1 Ni-MOF-74的合成
        4.2.2 Ni-MOF-74/SBS混合基質(zhì)膜的制備
    4.3 NI-MOF-74的表征
        4.3.1 Ni-MOF-74的XRD表征
        4.3.2 Ni-MOF-74的SEM表征
        4.3.3 Ni-MOF-74的BET表征
    4.4 NI-MOF-74/SBS混合基質(zhì)膜的表征
        4.4.1 X射線衍射分析(XRD)
        4.4.2 紅外光譜結(jié)構(gòu)分析(FT-IR)
        4.4.3 表截面形貌分析(SEM)
        4.4.4 熱穩(wěn)定性分析(TGA)
    4.5 NI-MOF-74/SBS混合基質(zhì)膜的單氣體CH_4/N_2分離性能
        4.5.1 Ni-MOF-74含量對(duì)單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
        4.5.2 溫度對(duì)單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
    4.6 NI-MOF-74/SBS混合基質(zhì)膜的CH_4/N_2混合氣體分離性能
    4.7 本章制備的MMMS與其它MMMS的分離性能比較
    4.8 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要研究結(jié)論
    5.2 展望與建議
參考文獻(xiàn)
論文發(fā)表情況
致謝



本文編號(hào)：3248424