隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,能源短缺問題正在逐漸顯現(xiàn),開發(fā)和利用生物質(zhì)能越來越受到研究們的關(guān)注。其中,生物質(zhì)發(fā)酵氫氣（H₂）和沼氣（CH₄）最有應(yīng)用前景。但是,發(fā)酵產(chǎn)生的生物質(zhì)氣體燃料中存在的無熱值的CO₂,降低了燃燒效率,增加了溫室氣體排放,開發(fā)高效的生物質(zhì)氣體燃料純化技術(shù)已經(jīng)成為高效氫氣和沼氣利用過程中的關(guān)鍵問題。膜分離以低耗能和易操作等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ姆蛛x技術(shù)。開發(fā)具有高物理化學(xué)穩(wěn)定性,高分離性能的氣體分離膜材料已經(jīng)成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。本課題以二維碳基氧化石墨烯（GO）和木質(zhì)纖維制備的一維納米纖維素（CNFs）作為膜基質(zhì),復(fù)合多孔材料,并以氣體分離基礎(chǔ)理論為指導(dǎo),通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),系統(tǒng)地制備了高滲透性的氫氣（H₂/CO₂）和沼氣（CO₂/CH₄）純化膜。深入研究了復(fù)合膜的理化性質(zhì)和氣體滲透性能,分析了分離膜的性能特點(diǎn)和主要應(yīng)用方向,建立了分離膜的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)與氣體分離性能的相互關(guān)系,探索了氣體分子在不同結(jié)構(gòu)分離膜中的... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 生物質(zhì)能源開發(fā)技術(shù)
        1.1.1 生物質(zhì)液化
        1.1.2 生物質(zhì)氣化
    1.2 氣體分離技術(shù)
        1.2.1 深冷分離技術(shù)
        1.2.2 吸附分離技術(shù)
        1.2.3 溶液溶解吸收技術(shù)
        1.2.4 膜分離技術(shù)
    1.3 氣體分離膜
        1.3.1 膜分離機(jī)理
        1.3.2 膜材料選擇
            1.3.2.1 無機(jī)膜
            1.3.2.2 高分子膜
            1.3.2.3 有機(jī)無機(jī)復(fù)合膜
        1.3.3 二維材料膜
    1.4 纖維素基氣體分離膜
        1.4.1 纖維素簡介
        1.4.2 纖維素溶解的體系及納米纖維素
            1.4.2.1 黏膠法
            1.4.2.2 NMMO/H_2O溶劑體系
            1.4.2.3 LiCl/DMAc溶劑體系
            1.4.2.4 高濃度無機(jī)鹽溶液體系
            1.4.2.5 堿/尿素或硫脲/水溶劑體系
            1.4.2.6 納米纖維素的簡介
        1.4.3 纖維素基氣體分離膜
    1.5 本文的研究意義和主要研究內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第二章 GO/UiO-66-NH_2復(fù)合膜用于H_2純化分離
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 材料與復(fù)合膜的制備
        2.3.1 GO的制備
        2.3.2 UiO-66-NH_2的合成
        2.3.3 GO/UiO-66-NH_2復(fù)合膜的制備
    2.4 樣品表征及氣體分離測試
        2.4.1 樣品表征
        2.4.2 氣體分離測試
    2.5 樣品表征及膜氣體分離測試結(jié)果分析
        2.5.1 UiO-66-NH_2的表征
        2.5.2 GO的表征
        2.5.3 GO/UiO-66-NH_2復(fù)合膜的表征
        2.5.4 GO/UiO-66-NH_2復(fù)合膜的氣體分離測試結(jié)果
    2.6 小結(jié)
第三章 石墨相氮化碳/GO復(fù)合膜用于H_2純化分離
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    3.3 材料與復(fù)合膜的制備
        3.3.1 g-C_3N_4的制備與質(zhì)子化
        3.3.2 g-C_3N_4/GO復(fù)合膜的制備
    3.4 樣品表征及氣體分離測試
        3.4.1 樣品表征
        3.4.2 氣體分離測試
    3.5 樣品表征及膜氣體分離測試結(jié)果分析
        3.5.1 g-C_3N_4的表征
        3.5.2 g-C_3N_4/GO復(fù)合膜的表征
    3.6 小結(jié)
第四章 氨基功能化MOFs@GO作為填料在混合基質(zhì)膜中選擇性分離CO_2
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    4.3 材料與復(fù)合膜的制備
        4.3.1 UiO-66-NH_2@GO的制備
        4.3.2 UiO-66-NH_2@GO復(fù)合膜的制備
    4.4 樣品表征及氣體分離測試
        4.4.1 樣品表征
        4.4.2 氣體分離測試
    4.5 樣品表征及膜氣體分離測試結(jié)果分析
        4.5.1 UiO-66-NH_2@GO的表征
        4.5.2 UiO-66-NH_2@GO-PI復(fù)合膜的表征
    4.6 小結(jié)
第五章 BPPO輔助制備UiO-66-NH_2/BPPO/PES雜化基質(zhì)膜增強(qiáng)CO_2分離性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    5.3 材料與復(fù)合膜的制備
        5.3.1 UiO-66-NH_2的制備
        5.3.2 UiO-66-NH_2/BPPO/PES復(fù)合膜的制備
    5.4 樣品表征及氣體分離測試
        5.4.1 樣品表征
        5.4.2 氣體分離測試
    5.5 樣品表征及膜氣體分離測試結(jié)果分析
        5.5.1 UiO-66-NH_2的表征
        5.5.2 UiO-66-NH_2/BPPO/PES復(fù)合膜的表征
        5.5.3 UiO-66-NH_2/BPPO/PES復(fù)合膜的氣體分離性能
    5.6 小結(jié)
第六章 原位生長ZIF-8@CNF制備CO_2氣體分離膜
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    6.3 材料與復(fù)合膜的制備
        6.3.1 原位生長ZIF-8@CNF
        6.3.2 ZIF-8@CNF復(fù)合膜的制備
    6.4 樣品表征及氣體分離測試
        6.4.1 樣品表征
        6.4.2 氣體分離測試
    6.5 樣品表征及膜氣體分離測試結(jié)果分析
        6.5.1 CNF的表征
        6.5.2 ZIF-8@CNF復(fù)合膜的表征
        6.5.3 ZIF-8@CNF復(fù)合膜的氣體分離性能
    6.6 小結(jié)
第七章 CNF-NH_2/UiO-66 促進(jìn)CO_2傳遞復(fù)合膜
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        7.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品
        7.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    7.3 材料與復(fù)合膜的制備
        7.3.1 CNF-NH_2的制備
        7.3.2 CNF-NH_2/UiO-66 復(fù)合膜的制備
    7.4 樣品表征及氣體分離測試
        7.4.1 樣品表征
        7.4.2 氣體分離測試
    7.5 樣品表征及膜氣體分離測試結(jié)果分析
        7.5.1 CNF-NH_2的表征
        7.5.2 CNF-NH_2/UiO-66 復(fù)合膜的表征
        7.5.3 CNF-NH_2/UiO-66 復(fù)合膜的氣體分離性能
    7.6 小結(jié)
第八章 結(jié)論、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)能源的研究綜述[J]. 席靜,王靜,梁斌.  山東化工. 2019(02)
[2]生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 普羅.  綠色科技. 2018(10)
[3]甲烷與二氧化碳混合氣分離試驗(yàn)研究[J]. 李雪飛,郭昊乾.  潔凈煤技術(shù). 2018(03)
[4]多孔材料的二氧化碳吸附與光催化轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展(英文)[J]. 馬亞娟,王澤美,徐曉峰,王靖宇.  催化學(xué)報(bào). 2017(12)
[5]生物質(zhì)能源的利用及研究進(jìn)展[J]. 朱冬梅,張紅兵.  產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2017(10)
[6]生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 婁喜艷,丁錦平.  中國農(nóng)業(yè)文摘-農(nóng)業(yè)工程. 2017(02)
[7]多孔材料表面修飾聚酰亞胺非對(duì)稱混合基質(zhì)膜對(duì)CO2/N2和CO2/CH4的氣體分離[J]. 龔金華,王臣輝,卞子君,陽立,胡軍,劉洪來.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(10)
[8]油田穿透氣回收CO2技術(shù)方法比較及評(píng)估[J]. 彭一憲,陸江園,徐銀祥,薛華,朱志敏,劉定華,劉曉勤.  現(xiàn)代化工. 2012(08)
[9]歐盟國家新興的生物天然氣產(chǎn)業(yè)[J]. 程序,朱萬斌.  中外能源. 2011(06)
[10]纖維素/LiCl/DMAc溶液體系的研究與應(yīng)用[J]. 李狀,石錦志,廖兵,龐浩.  高分子通報(bào). 2010(10)



本文編號(hào)：3202709