甲烷/氮气分离用碳分子筛的制备
发布时间：2021-07-08 03:50
为制备甲烷与氮气分离用碳分子筛,以酚醛树脂基炭化料为基体,利用甲烷为沉积剂,探讨了不同沉积条件对碳分子筛甲烷与氮气吸附量的影响,测试了沉积后样品孔结构性能,并与国内外样品进行了对照。结果表明,最佳沉积温度为850℃,在沉积时间30 min,甲烷流量100 mL/min和氮气流量200 mL/min时,沉积后碳分子筛在孔径0.3～0.67 nm之间孔容为0.083 cm3/g,平均孔径为0.516 nm,吸附甲烷性能低于同类产品,有利于动力学分离。
【文章来源】：应用化工. 2020,49(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
基体在77 K液氮下孔径分布图
由图2与表6可知,在沉积温度为800 ℃,当甲烷流量为150 mL/min,沉积时间为25 min时,制备分子筛样品(800/25-150/300)0.3～0.67 nm之间孔容为0.092 cm3/g,平均孔径为0.523 nm;在沉积温度为850 ℃,当甲烷流量为100 mL/min,沉积时间为30 min时,制备分子筛样品(850/30-100/200)0.3～0.67 nm之间孔容为0.083 cm3/g,平均孔径为0.516 nm;此两种分子筛样品性能接近同类产品。当沉积温度在850 ℃时,甲烷流量为50 mL/min,氮气流量为200 mL/min时,微孔孔径较大,在0.5 nm以下孔分布较少。这主要是由于在850 ℃下,沉积浓度低,甲烷沉积量较少;同时在高温作用下,随着热处理时间延长,会造成基体微孔孔径增大[21],所以低浓度甲烷沉积发生孔径增大,不利于样品沉积。表6 在273 K二氧化碳下测试样品孔结构Table 6 Sample pore structure at 273 K carbon dioxide 样品 0.3～0.4 nm孔容/(cm3·g-1) 0.4～0.5 nm孔容/(cm3·g-1) 0.5～0.67 nm孔容/(cm3·g-1) 0.3～0.67 nm孔容/(cm3·g-1) 平均孔径/nm 800/25-150/300 0.007 0.033 0.052 0.092 0.523 850/30-100/200 0.007 0.029 0.047 0.083 0.516 850/40-50/200 0.000 0.007 0.043 0.050 - 国内产品 0.006 0.029 0.049 0.084 0.523 日本3K产品 0.006 0.033 0.051 0.090 0.525
【参考文献】：
期刊论文
[1]含氧煤层气在碳分子筛上的吸附动力学[J]. 刘应书,张二林,杨雄,李永玲. 煤炭学报. 2016(04)
[2]低浓瓦斯浓缩用碳分子筛的制备研究[J]. 赵海华,李广学,任少阳,彭飞,马钊,董安周,段艳文. 广东化工. 2014(20)
[3]甲烷沉积法对甲烷/氮气分离炭分子筛性能的研究[J]. 张香兰,周玮,张英,张祥,张雷杰,石好亮. 化学工业与工程. 2011(05)
硕士论文
[1]含氧煤层气VPSA脱氧及CMS制备研究[D]. 宋宁.大连理工大学 2013
本文编号：3270798
【文章来源】：应用化工. 2020,49(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
基体在77 K液氮下孔径分布图
由图2与表6可知,在沉积温度为800 ℃,当甲烷流量为150 mL/min,沉积时间为25 min时,制备分子筛样品(800/25-150/300)0.3～0.67 nm之间孔容为0.092 cm3/g,平均孔径为0.523 nm;在沉积温度为850 ℃,当甲烷流量为100 mL/min,沉积时间为30 min时,制备分子筛样品(850/30-100/200)0.3～0.67 nm之间孔容为0.083 cm3/g,平均孔径为0.516 nm;此两种分子筛样品性能接近同类产品。当沉积温度在850 ℃时,甲烷流量为50 mL/min,氮气流量为200 mL/min时,微孔孔径较大,在0.5 nm以下孔分布较少。这主要是由于在850 ℃下,沉积浓度低,甲烷沉积量较少;同时在高温作用下,随着热处理时间延长,会造成基体微孔孔径增大[21],所以低浓度甲烷沉积发生孔径增大,不利于样品沉积。表6 在273 K二氧化碳下测试样品孔结构Table 6 Sample pore structure at 273 K carbon dioxide 样品 0.3～0.4 nm孔容/(cm3·g-1) 0.4～0.5 nm孔容/(cm3·g-1) 0.5～0.67 nm孔容/(cm3·g-1) 0.3～0.67 nm孔容/(cm3·g-1) 平均孔径/nm 800/25-150/300 0.007 0.033 0.052 0.092 0.523 850/30-100/200 0.007 0.029 0.047 0.083 0.516 850/40-50/200 0.000 0.007 0.043 0.050 - 国内产品 0.006 0.029 0.049 0.084 0.523 日本3K产品 0.006 0.033 0.051 0.090 0.525
【参考文献】：
期刊论文
[1]含氧煤层气在碳分子筛上的吸附动力学[J]. 刘应书,张二林,杨雄,李永玲. 煤炭学报. 2016(04)
[2]低浓瓦斯浓缩用碳分子筛的制备研究[J]. 赵海华,李广学,任少阳,彭飞,马钊,董安周,段艳文. 广东化工. 2014(20)
[3]甲烷沉积法对甲烷/氮气分离炭分子筛性能的研究[J]. 张香兰,周玮,张英,张祥,张雷杰,石好亮. 化学工业与工程. 2011(05)
硕士论文
[1]含氧煤层气VPSA脱氧及CMS制备研究[D]. 宋宁.大连理工大学 2013
本文编号：3270798
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