改性多孔炭分离瓦斯中CO 2 的基础研究
发布时间：2021-01-31 07:04
煤层瓦斯气体中常因含有CO2等其他气体而无法使用甚至带来安全隐患。为寻求一种高效分离煤层气中CO2气体以提高瓦斯利用率的新途径,本文通过炭化有机盐、氮掺杂方法制备一种对CO2/CH4具有高吸附性能、高分离性能的炭材料。本文通过炭化有机盐,并采用三种胺浸渍和氮掺杂四种改性方法,通过表征考察了物理结构和化学表面性质,在吸附CO2/CH4气体方面进行了初步实验,并通过Material Studio分子模拟软件探索炭材料吸附分离瓦斯中CO2的机理,为分离瓦斯中CO2,提高瓦斯利用效率方面提供了重要的基础数据。主要研究内容如下:（1）通过扫描电镜、透射电镜表征可知,制备的炭材料具有发达的孔结构、‘沙漠玫瑰’状的外观结构;通过XRD和Raman测试可知炭材料具有带表面缺陷位的低石墨化的微观构造,通过红外和热重测试可知胺基有效负载在炭材料上;通过氮气等温吸附测试表明炭材料具有高比表面积(937-1373m2
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 吸附分离低浓度瓦斯技术概述
1.2.2 多孔炭改性技术概述
1.3 研究目标及内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 创新点
1.5 技术路线
2 实验部分和方法介绍
2.1 实验过程
2.1.1 实验仪器设备
2.1.2 实验方法
2.1.3 实验机理
2.2 吸附分析理论
2.2.1 吸附模型
2.2.2 吸附等温线类型
2.2.3 吸附选择性计算方法
2.3 分子模拟研究
3 改性多孔炭吸附分离CO2/CH
3.1 实验部分
3.1.1 实验仪器设备
3.1.2 炭材料吸附剂
3.1.3 吸附剂表征
3.2 结果与讨论
3.2.1 吸附剂的表征分析
2/CH4 性能研究"> 3.2.2 多孔炭吸附CO2/CH4 性能研究
3.3 本章小结
2/CH4 的分子模拟研究">4 多孔炭吸附CO2/CH4 的分子模拟研究
4.1 Material Studio分子模拟方法
4.1.1 分子力场简介
4.1.2 Materials Studio软件介绍
4.1.4 Material模块介绍
4.2 改性炭材料的双组分气体吸附模拟
4.2.1 模型构建及优化
4.2.2 二元组分气体吸附等温线模拟
4.2.3 密度泛函数计算氮掺杂材料吸附能
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤层气地面开发及利用趋势探讨[J]. 姚成林,熊云威,宋春香. 矿业安全与环保. 2017(06)
[2]改性钛管基复合吸附剂及其在油田伴生气中CO2脱除的应用[J]. 刘洁,赵代文,陈宁华,叶芝祥,徐成华,杨云. 四川环境. 2017(05)
[3]煤系地层顶板岩溶地下水赋存特征研究[J]. 史先志,钱自卫,李通文,姜振泉,蒋亭. 煤炭工程. 2017(01)
[4]煤层气发展现状及“十三五”发展对策[J]. 李长清,夏凡,李斌. 中国能源. 2016(11)
[5]二氧化碳的资源化化工利用[J]. 张娟利,杨天华. 煤化工. 2016(03)
[6]碳捕集技术研究进展[J]. 陈亮,贺尧祖,刘勇军,罗德明. 化工技术与开发. 2016(04)
[7]煤层气综合利用趋势研究[J]. 姚成林. 矿业安全与环保. 2016(01)
[8]煤矿乏风瓦斯富集分离技术研究进展与应用[J]. 竹涛,夏妮,和娴娴,沈嫣然,万星良,孙超. 洁净煤技术. 2015(06)
[9]金属有机骨架材料在CO2/CH4吸附分离中的研究进展[J]. 张所瀛,刘红,刘朋飞,吴培培,杨祝红,阳庆元,陆小华. 化工学报. 2014(05)
[10]CO2/CH4/N2在沸石13X-APG上的吸附平衡[J]. 孔祥明,杨颖,沈文龙,李平,于建国. 化工学报. 2013(06)
博士论文
[1]硼氮掺杂纳米金刚石和多孔碳的制备及其电催化还原性能[D]. 刘艳明.大连理工大学 2016
[2]胺改性工业级碳纳米管吸附分离烟道气中二氧化碳的研究[D]. 刘清.浙江大学 2015
[3]CO2/CH4在微波活性炭上的吸附分离研究[D]. 李芬容.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]杂原子修饰的多孔材料设计合成和催化性能研究[D]. 柏家奇.浙江工业大学 2016
[2]基于对硝基苯胺和1-苯基-3-吡唑烷酮合成氮掺杂多孔炭材料及其超电容性能研究[D]. 易海涛.合肥工业大学 2016
[3]燃煤电厂多污染物排放清单及不确定性研究[D]. 孙洋洋.浙江大学 2015
[4]不同孔径尺寸的微孔材料对CO2/CH4/N2吸附分离研究[D]. 李君敏.太原理工大学 2014
[5]氮掺杂多孔炭的制备及其电化学性能研究[D]. 刘哲.大连理工大学 2013
[6]CO2/CH4吸附分离及吸附剂的设计合成研究[D]. 李云东.昆明理工大学 2013
本文编号：3010416
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 吸附分离低浓度瓦斯技术概述
1.2.2 多孔炭改性技术概述
1.3 研究目标及内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 创新点
1.5 技术路线
2 实验部分和方法介绍
2.1 实验过程
2.1.1 实验仪器设备
2.1.2 实验方法
2.1.3 实验机理
2.2 吸附分析理论
2.2.1 吸附模型
2.2.2 吸附等温线类型
2.2.3 吸附选择性计算方法
2.3 分子模拟研究
3 改性多孔炭吸附分离CO2/CH
3.1 实验部分
3.1.1 实验仪器设备
3.1.2 炭材料吸附剂
3.1.3 吸附剂表征
3.2 结果与讨论
3.2.1 吸附剂的表征分析
2/CH4 性能研究"> 3.2.2 多孔炭吸附CO2/CH4 性能研究
3.3 本章小结
2/CH4 的分子模拟研究">4 多孔炭吸附CO2/CH4 的分子模拟研究
4.1 Material Studio分子模拟方法
4.1.1 分子力场简介
4.1.2 Materials Studio软件介绍
4.1.4 Material模块介绍
4.2 改性炭材料的双组分气体吸附模拟
4.2.1 模型构建及优化
4.2.2 二元组分气体吸附等温线模拟
4.2.3 密度泛函数计算氮掺杂材料吸附能
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤层气地面开发及利用趋势探讨[J]. 姚成林,熊云威,宋春香. 矿业安全与环保. 2017(06)
[2]改性钛管基复合吸附剂及其在油田伴生气中CO2脱除的应用[J]. 刘洁,赵代文,陈宁华,叶芝祥,徐成华,杨云. 四川环境. 2017(05)
[3]煤系地层顶板岩溶地下水赋存特征研究[J]. 史先志,钱自卫,李通文,姜振泉,蒋亭. 煤炭工程. 2017(01)
[4]煤层气发展现状及“十三五”发展对策[J]. 李长清,夏凡,李斌. 中国能源. 2016(11)
[5]二氧化碳的资源化化工利用[J]. 张娟利,杨天华. 煤化工. 2016(03)
[6]碳捕集技术研究进展[J]. 陈亮,贺尧祖,刘勇军,罗德明. 化工技术与开发. 2016(04)
[7]煤层气综合利用趋势研究[J]. 姚成林. 矿业安全与环保. 2016(01)
[8]煤矿乏风瓦斯富集分离技术研究进展与应用[J]. 竹涛,夏妮,和娴娴,沈嫣然,万星良,孙超. 洁净煤技术. 2015(06)
[9]金属有机骨架材料在CO2/CH4吸附分离中的研究进展[J]. 张所瀛,刘红,刘朋飞,吴培培,杨祝红,阳庆元,陆小华. 化工学报. 2014(05)
[10]CO2/CH4/N2在沸石13X-APG上的吸附平衡[J]. 孔祥明,杨颖,沈文龙,李平,于建国. 化工学报. 2013(06)
博士论文
[1]硼氮掺杂纳米金刚石和多孔碳的制备及其电催化还原性能[D]. 刘艳明.大连理工大学 2016
[2]胺改性工业级碳纳米管吸附分离烟道气中二氧化碳的研究[D]. 刘清.浙江大学 2015
[3]CO2/CH4在微波活性炭上的吸附分离研究[D]. 李芬容.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]杂原子修饰的多孔材料设计合成和催化性能研究[D]. 柏家奇.浙江工业大学 2016
[2]基于对硝基苯胺和1-苯基-3-吡唑烷酮合成氮掺杂多孔炭材料及其超电容性能研究[D]. 易海涛.合肥工业大学 2016
[3]燃煤电厂多污染物排放清单及不确定性研究[D]. 孙洋洋.浙江大学 2015
[4]不同孔径尺寸的微孔材料对CO2/CH4/N2吸附分离研究[D]. 李君敏.太原理工大学 2014
[5]氮掺杂多孔炭的制备及其电化学性能研究[D]. 刘哲.大连理工大学 2013
[6]CO2/CH4吸附分离及吸附剂的设计合成研究[D]. 李云东.昆明理工大学 2013
本文编号：3010416
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