發(fā)布時間：2021-10-11 21:49

　　煤層氣中通常會混入氮氣（N2）等雜質(zhì)氣體使甲烷（CH4）濃度過低而無法直接使用,并且因為缺乏經(jīng)濟(jì)又有效的CH4富集工藝,這部分煤層氣常采用排放或者點燃方式進(jìn)行處理,導(dǎo)致資源浪費與環(huán)境污染,因此,CH4的富集特別是CH4和N2的有效分離對于煤層氣的合理利用具有重要意義。由于CH4和N2的分子動力學(xué)直徑大小相近,極性相似,選擇高分子致密膜分離更為有效,而在膜分離工藝中,氣體滲透性與選擇性之間卻往往存在一個相互制約的關(guān)系,即所謂的氣體分離上限（“Robeson upper bound”）。一些嵌段聚合物會兼具“硬段”（玻璃態(tài)聚合物）的高選擇性以及“軟段”（橡膠態(tài)聚合物）的高滲透性,是可能突破氣體分離上限的潛在材料。據(jù)此,本文采用溶液涂膜法,制備了主要基于嵌段聚醚酰胺（Pebax）的氣體分離膜,對膜的結(jié)構(gòu)、熱性能、形貌進(jìn)行了表征,并首次測試了薄膜對CH4/N2單氣體以及CH4/N2（CH4/N2=10:90 vol%）混合氣體的分離效果。主要工作如下:1.以具有不同聚酰胺（PA）與聚醚（PE）含量的Pebax2533（PE 80wt%,PA 20wt%）、Pebax3533（PE 70wt%,... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 甲烷氮氣分離的意義
    1.2 甲烷氣體分離的主要方法
        1.2.1 變壓吸附法
        1.2.2 深冷分離法
        1.2.3 膜分離法
    1.3 氣體膜分離的傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.1 多孔膜傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.2 非多孔膜傳質(zhì)機(jī)理
        1.3.3 氣體分離膜的upper bound
    1.4 聚合物基甲烷氣體分離膜材料
        1.4.1 玻璃態(tài)聚合物
        1.4.2 橡膠態(tài)聚合物
        1.4.3 嵌段聚合物
    1.5 本論文選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗藥品及儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 表征方法
        2.2.1 紅外分析（FT-IR）
        2.2.2 熱重分析（TG）
        2.2.3 差示掃描量熱法（DSC）
        2.2.4 原子力顯微鏡（AFM）
        2.2.5 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.2.6 X射線衍射（XRD）
    2.3 氣體分離性能測試
        2.3.1 單氣體分離性能測試
        2.3.2 混合氣體分離性能測試
第三章 Pebax氣體分離膜的制備及性能
    3.1 引言
    3.2 Pebax氣體分離膜的制備
    3.3 Pebax氣體分離膜的表征
        3.3.1 紅外光譜結(jié)構(gòu)分析（FT-IR）
        3.3.2 差示掃描量熱分析（DSC）
        3.3.3 原子力顯微鏡分析（AFM）
    3.4 Pebax氣體分離膜的單氣體CH_4/N_2分離性能
        3.4.1 溫度對單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
        3.4.2 壓力對單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Pebax/SBS氣體分離膜的制備及性能
    4.1 引言
    4.2 SBS氣體分離膜以及Pebax/SBS氣體分離膜的制備
    4.3 Pebax/SBS氣體分離膜的表征
        4.3.1 紅外光譜結(jié)構(gòu)分析（FT-IR）
        4.3.2 熱穩(wěn)定性分析（TG）
        4.3.3 橫截面形貌分析（SEM）
        4.3.4 原子力顯微鏡分析（AFM）
        4.3.5 差示掃描量熱分析（DSC）
        4.3.6 X射線衍射分析（XRD）
    4.4 Pebax/SBS氣體分離膜的單氣體CH_4/N_2分離性能
        4.4.1 溫度對單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
        4.4.2 壓力對單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
        4.4.3 SBS含量對單氣體CH_4/N_2分離性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Pebax以及Pebax/SBS氣體分離膜的CH_4/N_2混合氣體分離性能
    5.1 引言
    5.2 溫度對CH_4/N_2混合氣體分離性能的影響
    5.3 壓力對CH_4/N_2混合氣體分離性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
論文發(fā)表情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于聚芳醚的氣體分離膜的制備與性能研究[D]. 于云武.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]X沸石/活性炭復(fù)合材料在煤層氣中CH4/N2分離的應(yīng)用研究[D]. 張明勝.太原理工大學(xué) 2015



本文編號：3431296