CO₂過量排放導致溫室效應,對人類生產(chǎn)生活及生態(tài)環(huán)境造成危害,尋求高效的碳捕集技術成為研究熱點之一。膜法氣體分離技術因其低能耗、操作簡便等特點受到廣泛關注。本研究以新型多孔二維納米材料氟化鈰納米片(F-Ce納米片)為關鍵材料,制備F-Ce納米片混合基質(zhì)膜。將離子液體1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸鹽成功負載于F-Ce納米片制備功能化氟化鈰納米片(f-F-Ce納米片)及f-F-Ce納米片填充的混合基質(zhì)膜。通過對膜界面、主體、通道的調(diào)控及氣體傳遞機制強化,實現(xiàn)膜滲透性及選擇性協(xié)同提升。研究結果如下:層間傳遞:首次采用新型多孔二維納米材料F-Ce納米片作為填充劑,將其引入嵌段聚醚酰胺(Pebax?1657)中制備混合基質(zhì)膜,F-Ce納米片本身具有多孔結構,提高氣體膜內(nèi)傳遞速度,0.344 nm層間距尺寸可對CO₂氣體進行精確篩分,達到滲透性和選擇性同步提高的效果。F-Ce納米片與高分子基質(zhì)具有良好的界面相容性,使Pebax/F-Ce混合基質(zhì)膜機械強度顯著提升,Pebax/F-Ce-16%膜楊氏模量提升至Pebax純膜的2.6倍,斷裂強度提升至Pebax...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 研究背景
        1.1.1 CO₂的排放與危害
        1.1.2 CO₂分離的主要方法
    1.2 CO₂分離膜材料
        1.2.1 高分子膜材料
        1.2.2 無機膜材料
        1.2.3 高分子-無機混合基質(zhì)膜
    1.3 混合基質(zhì)膜填充劑
    1.4 CO₂分離膜傳遞機制
        1.4.1 多孔膜傳遞機理
        1.4.2 致密膜傳遞機理
        1.4.3 混合基質(zhì)膜傳遞機理
    1.5 多孔二維納米材料在氣體分離膜中的研究及應用
    1.6 離子液體用于CO₂分離
        1.6.1 離子液體簡介
        1.6.2 離子液體種類
        1.6.3常規(guī)離子液體捕集CO2

        1.6.4 離子液體-聚合物-多孔材料共混膜
    1.7 論文的選題與主要研究思路
第二章 F-Ce納米片混合基質(zhì)膜制備及CO₂分離性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料及設備
        2.2.2 F-Ce納米片及混合基質(zhì)膜制備
        2.2.3 膜及納米片表征方法
        2.2.4 膜的水含量及水狀態(tài)測試
        2.2.5 氣體滲透性能測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 F-Ce納米片的表征
        2.3.2 Pebax/F-Ce混合基質(zhì)膜的表征
        2.3.3 膜的水含量及水狀態(tài)測試
        2.3.4 膜的氣體分離性能研究
    2.4 本章小結
第三章 離子液體功能化F-Ce納米片混合基質(zhì)膜制備及CO₂分離性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料及設備
        3.2.2 功能化F-Ce納米片及混合基質(zhì)膜制備
        3.2.3 膜及納米片表征方法
        3.2.4 膜的水含量及水狀態(tài)測試
        3.2.5 氣體滲透性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 功能化納米片表征
        3.3.2 Pebax/f-F-Ce混合基質(zhì)膜表征
        3.3.3 膜的水含量及水狀態(tài)測試
        3.3.4 膜的氣體分離性能研究
    3.4 本章小結
第四章 結論與展望
    4.1 結論
    4.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文及參加科研情況
致謝



本文編號：3792518

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