化石燃料屬于不可再生能源的范疇,過量燃燒產生的粉塵顆粒和溫室氣體是導致霧霾天氣和全球變暖的主要原因。面對能源危機和環(huán)境污染這兩大難題,清潔能源成為大家關注的焦點,其中氫能作為一種燃燒效率高、產物清潔無污染、可用范圍廣的二次能源,能夠滿足經濟發(fā)展的需求。氫能的可持續(xù)發(fā)展涉及到氫氣生產、氫氣儲存運輸、氫氣利用等一系列問題,目前工業(yè)上生產氫氣的方法主要是對天然氣的重整和煤炭氣化后的混合氣體分離,生產過程中不可避免地會混入其他氣體,降低了氫氣純度。現(xiàn)下分離氫氣的主要方法有變壓吸附法、深冷分離法和膜分離技術,膜分離技術因為效率高、能耗低、空間占用小、分離前后物質無相變和設備成本低等優(yōu)勢,成為最有發(fā)展前景的技術之一。膜分離技術的核心是選擇一張具有高選擇性和高滲透性的理想型分離膜材料,基于膜材料的滲透性與膜厚度成反比這一特性,減小分離膜的厚度能夠增加氣體的滲透通量。二維類石墨相氮化碳晶體屬于僅有單原子厚度的薄膜材料,晶體中由六元環(huán)所圍成的孔隙大小合適、排列規(guī)則,相比于石墨烯更適合用作分離氫氣的膜材料。本文以二維類石墨相氮化碳g-C₃N₄晶體和g-C10N1... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 氣體分離方法
    1.3 膜分離技術
    1.4 二維多孔材料
        1.4.1 二維多孔石墨烯
        1.4.2 二維類石墨相氮化碳
    1.5 研究的主要內容
2 理論計算基礎
    2.1 第一性原理理論計算
    2.2 多粒子體系
        2.2.1 絕熱近似
        2.2.2 Hartree-Fock單電子近似
    2.3 密度泛函理論
        2.3.1 Kohn-Hohnberg定理
        2.3.2 Kohn-Sham方程
    2.4 交換關聯(lián)泛函
    2.5 VASP軟件包介紹
3 二維類石墨相氮化碳晶體用于H_2/CO氣體分離的研究
    3.1 引言
    3.2 二維g-C_3N_4晶體模型的構建與計算方法
        3.2.1 優(yōu)化triazine結構
        3.2.2 優(yōu)化heptazine結構
    3.3 二維g-C_3N_4晶體分離H_2/CO氣體的研究
        3.3.1 triazine結構
        3.3.2 heptazine結構
    3.4 二維g-C_(10)N_(13)晶體分離H_2/CO氣體的研究
    3.5 晶體中元素種類改變帶來的影響
    3.6 本章小結
4 結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬-有機骨架材料的計算化學研究[J]. 陽慶元,劉大歡,仲崇立.  化工學報. 2009(04)
[2]膜技術在氫氣分離中的應用[J]. 張潤虎,鄭孝英,謝沖明.  過濾與分離. 2006(04)
[3]超高純氫的制備[J]. 李義良.  低溫與特氣. 1996(03)
[4]廉價氫氣源的開發(fā)[J]. 孔祥芝.  低溫與特氣. 1994(04)

博士論文
[1]多孔石墨烯（類石墨烯）用于低濃度CO2煙道氣分離的電荷篩分機理研究[D]. 王勇.太原理工大學 2016



本文編號：3174103