在溫室效應(yīng)日益加劇與可再生資源有效利用的大背景下,CO2膜分離技術(shù)在碳源回收利用及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。與其他CO2分離方法相比,膜技術(shù)具有高能效、操作簡(jiǎn)單和環(huán)境友好等特點(diǎn)。盡管CO2膜分離材料已取得了很大進(jìn)展,但仍存在如下問(wèn)題:1.大多數(shù)聚合物膜和無(wú)機(jī)膜無(wú)法兼具高滲透性與高選擇性。2.薄膜構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)調(diào)控手段單一,膜內(nèi)細(xì)小缺陷難以避免,限制膜性能的提高。3.未能有效利用氣體分子在物理、化學(xué)性質(zhì)等方面的差異,從多種途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的高效分離。針對(duì)上述問(wèn)題,本文選取層狀雙金屬氫氧化物水滑石（LDHs）作為薄膜構(gòu)筑基元,系統(tǒng)地研究了單片層水滑石的合成方法。采用水熱法、陰離子交換法、甲酰胺溶劑剝離的方法制備了大粒徑單片層水滑石納米片。分別采用真空抽濾-浸漬、旋涂組裝的方法,獲得了兩類LDH基復(fù)合薄膜,具體研究?jī)?nèi)容如下:1.采用真空輔助抽濾法制備了 LDH層狀堆積膜,通過(guò)滴涂浸漬將離子液體（IL）引入LDH膜的層間納米通道,制備的LDH-IL復(fù)合膜具有高度取向性及優(yōu)異的CO2分離性能。LDH與IL間的氫鍵、靜電相互作用在一定程度上提高了薄膜的熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,使薄膜能夠長(zhǎng)期... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 分離捕集CO_2的意義
        1.1.2 CO_2的主要來(lái)源
        1.1.3 CO_2的應(yīng)用
        1.1.4 CO_2分離捕獲技術(shù)
            1.1.4.1 燃前捕獲
            1.1.4.2 富氧燃燒
            1.1.4.3 燃后捕獲
    1.2 CO_2分離膜及其分離原理
        1.2.1 聚合物膜及其分離原理
            1.2.1.1 溶解-擴(kuò)散膜及其機(jī)理
            1.2.1.2 促進(jìn)傳遞膜及其機(jī)理
        1.2.2 無(wú)機(jī)薄膜材料及其分離原理
        1.2.3 聚合物-無(wú)機(jī)復(fù)合薄膜材料
    1.3 水滑石材料在氣體選擇性透過(guò)領(lǐng)域相關(guān)研究進(jìn)展
        1.3.1 水滑石材料概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1.3.2 水滑石材料及剝層水滑石材料的制備方法
            1.3.2.1 水滑石材料制備方法
            1.3.2.2 剝層水滑石材料的制備方法
        1.3.3 LDH膜材料在氣體分離中的應(yīng)用
            1.3.3.1 LDH作為分離層
            1.3.3.2 LDH作為前體層
            1.3.3.3 LDH作為MOF的互補(bǔ)緩沖層
            1.3.3.4 LDH作為CO_2的傳輸通道
    1.4 本論文研究?jī)?nèi)容、目的及意義
        1.4.1 本論文研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 本論文的目的及意義
第2章 水滑石/離子液體復(fù)合薄膜的制備及氣體選擇透過(guò)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        2.2.2 MgAl-CO_3 LDH的制備
        2.2.3 MgAl-NO_3 LDH的制備
        2.2.4 MgAl- LDH膠體的制備
        2.2.5 水滑石堆積膜的制備
        2.2.6 離子液體/水滑石復(fù)合薄膜(LDH-IL)的制備
        2.2.7 樣品的表征
        2.2.8 復(fù)合膜滲透性能及選擇性能評(píng)價(jià)裝置及方法
        2.2.9 計(jì)算方法及理論模型的建立
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 水滑石材料的制備與表征
        2.3.2 LDH-IL復(fù)合薄膜的形貌與結(jié)構(gòu)
        2.3.3 LDH-IL復(fù)合薄膜的氣體滲透性測(cè)試
        2.3.4 LDH-IL復(fù)合薄膜的穩(wěn)定性測(cè)試
        2.3.5 LDH-IL復(fù)合膜構(gòu)效關(guān)系揭示
    2.4 本章小結(jié)
第3章 (LDH/CMCS/PVAm)_n復(fù)合薄膜的組裝及氣體選擇透過(guò)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)所用聚合物簡(jiǎn)介
        3.2.3 涂膜液的配置
        3.2.4 (LDH/CMCS/PVAm)_n復(fù)合薄膜的制備
        3.2.5 (LDH(CO_3)/CMCS/PVAm)_n復(fù)合薄膜的制備
        3.2.6 樣品的表征
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 水滑石材料的制備與表征
        3.3.2 (LDH/CMCS/PVAm)_n及(LDH(CO_3)/CMCS/PVAm)_n復(fù)合薄膜的形貌與結(jié)構(gòu)
        3.3.3 (LDH/CMCS/PVAm)_n及(LDH(CO_3)/CMCS/PVAm)_n復(fù)合薄膜的氣體滲透性能測(cè)試
        3.3.4 待完善部分
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論
本論文創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：3165385