隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展,二氧化碳的等溫室氣體的大量排放造成了全球變暖等氣候問題,二氧化碳的捕集和封存(CCS)被認為是降低大氣中二氧化碳含量的有效手段,也是研究的熱點之一。二氧化碳的分離是實現(xiàn)CCS的第一步,目前工業(yè)中有許多分離二氧化碳的方法,其中膜分離法由于操作簡單、能耗低等優(yōu)點是工業(yè)中最有應(yīng)用前景的分離方法。而膜分離法中最為重要的是分離膜,分離膜的性能決定了二氧化碳的分離性能。隨著研究的不斷深入,許多新型二氧化碳分離膜材料被不斷地被開發(fā)出來。借助分子動力學(xué)模擬的研究方法,本文對近期合成的一種二維材料離子液體支撐膜(2D-SILM)的二氧化碳分離性能進行了研究,解釋了其CO₂分離的微觀機制,并且研究了離子液體的濃度和外加電場對其氣體分離性能的影響,具體研究內(nèi)容如下:首先,對2D-SILM膜的CO₂分離性能進行研究,并考察離子液體濃度對氣體分離性能的影響。在模擬中,我們詳細研究了層間離子液體的密度分布、自由體積等結(jié)構(gòu)參數(shù)以及氣體分子與復(fù)合膜間的相互作用。研究表明,在2D-SILM中離子液體起到了分離二氧化碳的作用,離子液體與CO_2<...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景
        1.1.1 CO₂的排放與全球變暖
        1.1.2 CO₂的捕集和工業(yè)應(yīng)用
        1.1.3 CO₂分離技術(shù)概述
    1.2 研究依據(jù)和研究意義
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
第二章 二維材料及離子液體分離CO₂的研究現(xiàn)狀
    2.1 二維材料在CO₂分離中的應(yīng)用
    2.2 離子液體在CO₂分離中的應(yīng)用
        2.2.1 離子液體的性質(zhì)及其CO₂分離性能研究
        2.2.2 離子液體支撐液膜在CO₂分離中的應(yīng)用
第三章 WS₂-SILM分離CO₂的分子模擬研究
    3.1 引言
    3.2 模型方法
        3.2.1 模型構(gòu)建
        3.2.2 模擬細節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 離子液體濃度對CO₂分離性能的影響
        3.3.2 復(fù)合膜高效CO₂分離的物理本質(zhì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 外加電場對復(fù)合膜CO₂分離性能的影響
    4.1 引言
    4.2 MoS₂-SILM在不同電場下的CO₂滲透率研究
        4.2.1 模型構(gòu)建
        4.2.2 模擬細節(jié)
        4.2.3 結(jié)果與討論
    4.3 GO-SILM在不同電場下的CO₂滲透率研究
        4.3.1 模型構(gòu)建
        4.3.2 模擬細節(jié)
        4.3.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：3933229