隨著全球經濟的飛速發(fā)展,化石能源的急速燃燒導致的環(huán)境問題愈發(fā)嚴重,人類對清潔能源的需求愈發(fā)強烈。二氧化碳作為化石燃料的重要排放物和導致溫室氣體的主要氣體,低碳烴作為新型清潔能源,它們的吸附分離純化是現(xiàn)代世界環(huán)境保護和清潔能源使用的重中之重。吸附分離技術由于其能耗低、設備投資小、操作簡單等優(yōu)點被廣泛研究發(fā)展,其研究的核心就是開發(fā)高效的吸附劑。多孔碳材料基于其可調節(jié)的孔道結構和孔道環(huán)境,可以特異性調節(jié)吸附劑與氣體分子的相互作用和吸附劑對氣體的吸附容量,從而達到氣體分離效果。同時,多孔碳材料具有超高的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和廉價易于工業(yè)化生產的特性,非常有希望應用于工業(yè)上吸附分離過程。本論文緊緊的圍繞多孔碳的制備及其孔道和孔環(huán)境的調控,探索研究了無溶劑法規(guī)模化合成多孔碳聚合物前體,原位離子熱活化制備具有均勻和窄孔徑分布的超微孔碳,一鍋法合成高比表面積的高氮多孔碳。研究了他們對混合氣體的分離效果,具體內容如下:(1)有機聚合物前體的制備往往需要用到大量的溶劑,且工藝復雜成本昂貴。本章開發(fā)了一種簡便的一鍋熔融輔助無溶劑制備含氮聚合物的方法,高溫活化后的高氮微孔炭(N含量約5.11wt%)...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 常用的氣體分離技術
        1.2.1 深冷分離法
        1.2.2 吸收分離法
        1.2.3 膜分離法
        1.2.4 吸附分離法
    1.3 常見的炭基吸附劑
        1.3.1 生物質基多孔碳
        1.3.2 聚合物基多孔碳
    1.4 多孔碳材料用于氣體分離的研究進展
        1.4.1 多孔碳材料吸附分離二氧化碳
        1.4.2 多孔碳材料吸附分離低碳烴
    1.5 本項目研究的目的與意義
第2章 無溶劑法的聚合物前體制備及其衍生高氮多孔碳的氣體吸附分離研
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料與設備
        2.2.2 SNMCs系列多孔碳的制備
        2.2.3 SNMCs系列的表征與性能測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 SNMCs的形貌和孔結構分析
        2.3.2 CO₂,CH₄和N₂的吸附等溫線
        2.3.3 氣體分離選擇性和工作能力
        2.3.4 吸附劑放大制備
    2.4 本章小結
第3章 原位離子活化制備的孔徑集中分布的超微孔炭及其氣體吸附分離研
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料與設備
        3.2.2 CGUCs超微孔炭系列的制備
        3.2.3 CGUCs超微孔碳的表征和性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 CGUCs系列超微孔碳的表征
        3.3.2 CGUCs系列超微孔碳的孔結構
        3.3.3 氣體吸附和分離性能研究
        3.3.4 氣體吸附和分離性能研究
        3.3.5 二氧化碳吸附熱和循環(huán)性能
    3.4 本章小結
第4章 超高比表面積的藻類衍生氮摻雜多孔炭及其低碳烴的吸附分離研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料與設備
        4.2.2 ANPCs系列微藻衍生高氮多孔碳的制備
        4.2.3 材料性能測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 ANPCs的結構和化學性質
        4.3.2 ANPCs的吸附和分離性能
        4.3.3 吸附熱和循環(huán)性
        4.3.4 動態(tài)穿透實驗
    4.4 本章小結
第5章 結論及展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3768982