自第一次工業(yè)革命以來(lái),化石能源的大量使用,人類活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)張,碳排放量日益增多,溫室效應(yīng)問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)峻,如何有效降低大氣中二氧化碳濃度、從混合氣體中分離二氧化碳、吸附存儲(chǔ)和再利用二氧化碳已經(jīng)成了亟待解決的科研問(wèn)題。在本文中,我們著重于研究材料對(duì)二氧化碳吸附和分離的機(jī)理,做了如下兩個(gè)方面的工作:(1)探究二維氧化石墨烯類材料吸附二氧化碳的最佳層間距。我們通過(guò)采用不同烷基鏈長(zhǎng)的二胺分子和氧化石墨烯進(jìn)行反應(yīng),制備了一系列層間距從0.777 nm到1.030nm的胺基功能化的氧化石墨烯材料,然后通過(guò)傅里葉變換紅外光譜、X射線光電子能譜、元素分析、固體核磁共振等多種表征方式對(duì)材料進(jìn)行了表征,探究了材料結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。通過(guò)X射線衍射和二氧化碳吸附數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)這些二維材料的層間距為0.860 nm時(shí),材料的二氧化碳吸附量最大,接著通過(guò)原位通變溫固體核磁共振測(cè)試了材料中吸附的二氧化碳的CSA線型,結(jié)合模擬計(jì)算,分析了材料中吸附的二氧化碳的吸附狀態(tài)和動(dòng)力學(xué)行為,證實(shí)了當(dāng)這些材料的層間距為0.860 nm時(shí),存在一種以范德華力為主導(dǎo)的吸附二氧化碳的吸附形式,從實(shí)驗(yàn)角度證明了此類二維材料對(duì)二氧化碳吸附...

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 氧化石墨烯材料研究概述
        1.1.1 氧化石墨烯概述
        1.1.2 氧化石墨烯的制備
        1.1.3 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)
    1.2 改性氧化石墨烯材料概述
        1.2.1 改性氧化石墨烯概述
        1.2.2 常見(jiàn)氧化石墨烯的改性方法及應(yīng)用
    1.3 二氧化碳分離和存儲(chǔ)領(lǐng)域的研究概述
        1.3.1 二氧化碳的分離和存儲(chǔ)研究概述
        1.3.2 二氧化碳的膜分離法概述
        1.3.3 固體材料吸附存儲(chǔ)二氧化碳概述
    1.4 固體核磁共振原理及其應(yīng)用
        1.4.1 固體核磁共振原理
        1.4.2 化學(xué)位移各向異性(CSA)
        1.4.3 交叉極化(CP)
        1.4.4 異核二維相關(guān)譜(HETCOR)
    1.5 本文研究意義和研究?jī)?nèi)容
第二章 胺基功能化氧化石墨烯材料吸附二氧化碳的機(jī)理研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        2.2.2 胺基功能化的氧化石墨烯的合成
        2.2.3 儀器與表征
        2.2.4 固體核磁通氣原位測(cè)試設(shè)備搭建
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 胺基功能化氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 胺基功能化GO材料的層間距表征
        2.3.3 胺基功能化GO材料的二氧化碳吸附性能
        2.3.4 原位固體核磁研究材料二氧化碳吸附機(jī)理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 離子液體復(fù)合氧化石墨烯材料分離二氧化碳的機(jī)理研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        3.2.2 氧化石墨烯納米片的合成
        3.2.3 制備GO膜和GO-SILM膜
        3.2.4 儀器與表征
        3.2.5 氣體分離計(jì)算
        3.2.6 毛細(xì)力估算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 GO和GO-SILM膜的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 GO-SILM膜的氣體分離效果和分析
        3.3.3 GO-SILM膜氣體分離機(jī)理探究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3833653