發(fā)布時(shí)間：2021-09-16 19:22

　　煤層氣（俗稱瓦斯,CMB）是儲存于煤層中的一種非常規(guī)天然氣,也是一種新型高效的潔凈能源,其主要成分為N2和少量CO2,大量抽空排放不僅浪費(fèi)資源而且還會造成嚴(yán)重的溫室效應(yīng),因此合理開發(fā)利用煤層氣意義重大。我國煤層氣儲量約37萬億立方米居世界第三,若能大量開采利用將緩解我國燃?xì)舛倘钡木置�。由于CH4和N2不易分離,成為阻礙煤層氣有效開發(fā)利用的難點(diǎn)。變壓吸附分離技術(shù)（PSA）作為煤層氣開采利用最合適的技術(shù),其核心就是需要一種吸附分離比較高的吸附劑。本文主要研究新型吸附劑X沸石/活性炭復(fù)合材料（X/AC）在CH4/N2分離中的應(yīng)用,通過碳沉積和表面改性對復(fù)合材料進(jìn)行修飾以期實(shí)現(xiàn)高效分離CH4和N2。本文的主要研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：1.以活化后的樣品活性炭（AC）作為碳基質(zhì),采用CH4在1123-1173K進(jìn)行氣相碳沉積對AC進(jìn)行孔徑調(diào)節(jié),然后再通過凝膠、老化和晶化等步驟制備出X/AC復(fù)合材料。借助XRD、氣體吸附儀等表征手段,發(fā)現(xiàn)1173K下沉積2h時(shí)X/AC的孔徑分布集中在0.45-0.55nm范圍內(nèi),在100KPa和298K條件下對CH4/N2的平衡分離比達(dá)到3.1。2.利用葡萄糖分子（... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 選題背景
    1.2 煤層氣簡介
        1.2.1 煤層氣開發(fā)利用的意義
        1.2.2 煤層氣的應(yīng)用
        1.2.3 煤層氣的利用現(xiàn)狀
    1.3 煤層氣分離提純技術(shù)
        1.3.1 低溫精餾法
        1.3.2 水合物法
        1.3.3 膜分離法
        1.3.4 變壓吸附分離法
    1.4 PSA吸附劑
        1.4.1 活性炭
        1.4.2 碳分子篩
        1.4.3 沸石分子篩
        1.4.5 ETS-4
        1.4.6 沸石/活性炭復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 論文選題目的及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        2.1.1 原料
        2.1.2 主要試劑
    2.2 X沸石/活性炭復(fù)合材料的制備方法
    2.3 CH_4高溫氣相沉積調(diào)孔
    2.4 用葡萄糖溶液和蔗糖溶液進(jìn)行液相碳沉積調(diào)孔
    2.5 離子交換
    2.6 樣品表征
        2.6.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.6.2 比表面積與孔體積表征
        2.6.3 掃描電鏡(SEM)
        2.6.4 CH_4和N_2吸附量的測定
        2.6.5 CO_2-TPD表征分析
        2.6.6 紅外光譜(IR)表征分析
        2.6.7 Boehm滴定表征分析
    2.7 吸附
        2.7.1 吸附類型
        2.7.2 吸附等溫線
    2.8 等溫吸附模型
        2.8.1 Langmiur吸附模型
        2.8.2 Freundlich吸附模型
第三章 甲烷高溫氣相沉積調(diào)孔
    3.1 考察沉積時(shí)間
        3.1.1 X射線衍射(XRD)
        3.1.2 孔結(jié)構(gòu)表征
        3.1.3 CH_4和N_2在吸附性能表征
    3.2 考察沉積溫度
        3.2.1 X射線衍射(XRD)
        3.2.2 CH_4和N_2吸附性能表征
        3.2.3 孔結(jié)構(gòu)參數(shù)表征
    3.3 小結(jié)
第四章 液相沉積
    4.1 葡萄糖碳沉積
        4.1.1 濃度的影響
        4.1.3 沉積次數(shù)的影響
    4.2 低濃度葡萄糖溶液不同浸漬次數(shù)的影響
        4.2.1 X射線衍射(XRD)
        4.2.2 孔結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 CH_4和N_2吸附性能表征
        4.2.4 掃描電鏡(SEM)
        4.2.5 紅外光譜(IR)測定
        4.2.6 CO_2-TPD的測定
    4.3 蔗糖碳浸漬作用
        4.3.1 浸漬濃度的影響
        4.3.2 浸漬次數(shù)的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 離子交換對復(fù)合材料氣體吸附性能的影響
    5.1 考察H-X對復(fù)合材料吸附性能的影響
        5.1.1 X射線衍射(XRD)
        5.1.2 孔結(jié)構(gòu)表征
        5.1.3 CH_4和N_2吸附性能表征
        5.1.4 CO_2-TPD及Boehm滴定法
        5.1.5 高壓下氣體吸附性能表征
        5.1.6 不同壓力下吸附動力學(xué)表征
    5.2 不同陽離子溶液交換的影響
        5.2.1 X射線衍射(XRD)
        5.2.2 孔結(jié)構(gòu)表征
        5.2.3 CH_4和N_2吸附性能表征
    5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表相關(guān)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3397153