超微孔炭的制备及其分离富集低浓度煤层气CH 4 的研究
发布时间：2023-10-06 11:18
贵州省煤层气中低于30%的低浓度煤层气储量很大,总量位居全国第二。基于常压吸附真空脱附的真空变压吸附分离技术(VPSA)更适用于贵州低浓度煤层气CH4的分离富集,吸附剂是该技术的关键。活性炭由于具有比表面积高、价格低廉、循环使用等优点被用作吸附剂,但是也存在诸多缺点,如中孔和大孔突出、超微孔少和酸性含量高等,这导致了其分离CH4差。为提高贵州低浓度煤层气CH4的浓度,具有较高比表面积、微孔孔径集中分布在小于1nm内的吸附剂亟须成功研发。针对该问题,本文从低浓度煤层气CH4分离富集机理入手,借助N2吸附/脱附等温线、FTIR和Boehm滴定等表征手段,分析了吸附剂的比表面积,微孔结构、表面酸碱性质,同时在金属离子改性上也进行了分析,探究不同方法对微孔炭分离富集低浓度煤层气CH4性能的关系,得到了最佳的制备方案。具体研究内容如下:研究葡萄籽基微孔炭(GACK-X)对低浓度煤层气CH4分离富集性能的影响,讨论活化时间、...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 低浓度煤层气资源、利用现状及其利用意义
1.1.1 低浓度煤层气资源
1.1.2 低浓度煤层气抽采和利用现状
1.1.3 低浓度煤层气开发利用的意义
1.2 低浓度煤层气CH4的分离富集
1.3 低浓度煤层气分离富集方法
1.3.1 膜分离法
1.3.2 深冷分离法
1.3.3 水合物法
1.3.4 吸附分离法
1.4 PSA分离吸附剂
1.4.1 沸石分子筛
1.4.2 金属有机骨架材料(MOFs)
1.4.3 炭材料
1.5 炭材料活化法成孔机理
1.5.1 气体活化法
1.5.2 化学活化法
1.6 炭材料改性机理
1.6.1 氧化还原改性机理
1.6.2 负载杂原子改性机理
1.6.3 负载金属离子改性机理
1.7 炭材料中微孔炭作为低浓度煤层气分离富集CH4的优势
1.8 论文研究思路
1.9 论文研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料及仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器
2.2 微孔炭的制备
2.2.1 葡萄籽基微孔炭的预处理
2.2.2 聚偏二氯乙烯基微孔炭的预处理
2.2.3 聚偏二氯乙烯基微孔炭的金属离子改性处理
2.3 微孔炭的表征
2.3.1 比表面积及孔结构分析
2.3.2 傅里叶红外光谱分析
2.3.3 Boehm滴定分析
2.4 微孔炭对低浓度煤层气中CH4的分离富集实验
第三章 葡萄籽基微孔炭(GAC)的制备及其分离富集煤层气CH4性能的研究
3.1 引言
3.2 葡萄籽直接炭化对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
3.3 KOH活化条件对葡萄籽基微孔炭吸附性能的影响
3.3.1 升温速率的影响
3.3.2 活化时间的影响
3.4 碱炭比对葡萄籽基微孔炭吸附性能的影响
3.4.1 GACK-X微孔炭的比表面积与孔结构分析
3.4.2 GACK-X微孔炭的FITR分析
3.4.3 GACK-X微孔炭的Boehm滴定分析
3.4.4 GACK-X微孔炭对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
3.4.5 GACK-X微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附分离的稳定性研究
3.5 本章小结
第四章 聚偏二氯乙烯基微孔炭(PAC)的制备及其分离富集煤层气CH4性能的研究
4.1 引言
4.2 热解温度对聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影响
4.2.1 PAC-T微孔炭的比表面积与孔结构分析
4.2.2 PAC-T微孔炭的FITR分析
4.2.3 PAC-T微孔炭的Boehm滴定分析
4.2.4 PAC-T微孔炭对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
4.2.5 PAC-T微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附的稳定性研究
4.3 KOH活化条件对聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影响
4.3.1 升温速率的影响
4.3.2 活化时间的影响
4.4 碱炭比对聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影响
4.4.1 PACK-X微孔炭的比表面积与孔结构分析
4.4.2 PACK-X微孔炭的FITR分析
4.4.3 PACK-X微孔炭的Boehm滴定分析
4.4.4 PACK-X微孔炭对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
4.4.5 PACK-X微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附的稳定性研究
4.5 本章小结
第五章 NI改性PACK微孔炭及其分离富集煤层气CH4性能的研究
5.1 引言
5.2 改性PACK微孔炭的表征分析
5.2.1 改性PACK微孔炭的比表面积与孔结构分析
5.2.2 改性PACK微孔炭的FITR分析
5.2.3 改性PACK微孔炭的Boehm滴定分析
5.3 改性条件对PACK微孔炭吸附性能的影响
5.3.1 Ni(Ⅱ)离子改性PACK微孔炭及分离富集煤层气CH4性能的影响
5.3.2 活化温度对PACK微孔炭及分离富集煤层气CH4性能的影响
5.3.3 改性PACK微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附的稳定性研究
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 引言
6.2 主要结论
6.3 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3851752
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 低浓度煤层气资源、利用现状及其利用意义
1.1.1 低浓度煤层气资源
1.1.2 低浓度煤层气抽采和利用现状
1.1.3 低浓度煤层气开发利用的意义
1.2 低浓度煤层气CH4的分离富集
1.3 低浓度煤层气分离富集方法
1.3.1 膜分离法
1.3.2 深冷分离法
1.3.3 水合物法
1.3.4 吸附分离法
1.4 PSA分离吸附剂
1.4.1 沸石分子筛
1.4.2 金属有机骨架材料(MOFs)
1.4.3 炭材料
1.5 炭材料活化法成孔机理
1.5.1 气体活化法
1.5.2 化学活化法
1.6 炭材料改性机理
1.6.1 氧化还原改性机理
1.6.2 负载杂原子改性机理
1.6.3 负载金属离子改性机理
1.7 炭材料中微孔炭作为低浓度煤层气分离富集CH4的优势
1.8 论文研究思路
1.9 论文研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料及仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器
2.2 微孔炭的制备
2.2.1 葡萄籽基微孔炭的预处理
2.2.2 聚偏二氯乙烯基微孔炭的预处理
2.2.3 聚偏二氯乙烯基微孔炭的金属离子改性处理
2.3 微孔炭的表征
2.3.1 比表面积及孔结构分析
2.3.2 傅里叶红外光谱分析
2.3.3 Boehm滴定分析
2.4 微孔炭对低浓度煤层气中CH4的分离富集实验
第三章 葡萄籽基微孔炭(GAC)的制备及其分离富集煤层气CH4性能的研究
3.1 引言
3.2 葡萄籽直接炭化对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
3.3 KOH活化条件对葡萄籽基微孔炭吸附性能的影响
3.3.1 升温速率的影响
3.3.2 活化时间的影响
3.4 碱炭比对葡萄籽基微孔炭吸附性能的影响
3.4.1 GACK-X微孔炭的比表面积与孔结构分析
3.4.2 GACK-X微孔炭的FITR分析
3.4.3 GACK-X微孔炭的Boehm滴定分析
3.4.4 GACK-X微孔炭对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
3.4.5 GACK-X微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附分离的稳定性研究
3.5 本章小结
第四章 聚偏二氯乙烯基微孔炭(PAC)的制备及其分离富集煤层气CH4性能的研究
4.1 引言
4.2 热解温度对聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影响
4.2.1 PAC-T微孔炭的比表面积与孔结构分析
4.2.2 PAC-T微孔炭的FITR分析
4.2.3 PAC-T微孔炭的Boehm滴定分析
4.2.4 PAC-T微孔炭对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
4.2.5 PAC-T微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附的稳定性研究
4.3 KOH活化条件对聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影响
4.3.1 升温速率的影响
4.3.2 活化时间的影响
4.4 碱炭比对聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影响
4.4.1 PACK-X微孔炭的比表面积与孔结构分析
4.4.2 PACK-X微孔炭的FITR分析
4.4.3 PACK-X微孔炭的Boehm滴定分析
4.4.4 PACK-X微孔炭对低浓度煤层气CH4吸附性能的影响
4.4.5 PACK-X微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附的稳定性研究
4.5 本章小结
第五章 NI改性PACK微孔炭及其分离富集煤层气CH4性能的研究
5.1 引言
5.2 改性PACK微孔炭的表征分析
5.2.1 改性PACK微孔炭的比表面积与孔结构分析
5.2.2 改性PACK微孔炭的FITR分析
5.2.3 改性PACK微孔炭的Boehm滴定分析
5.3 改性条件对PACK微孔炭吸附性能的影响
5.3.1 Ni(Ⅱ)离子改性PACK微孔炭及分离富集煤层气CH4性能的影响
5.3.2 活化温度对PACK微孔炭及分离富集煤层气CH4性能的影响
5.3.3 改性PACK微孔炭用于低浓度煤层气CH4吸附的稳定性研究
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 引言
6.2 主要结论
6.3 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3851752
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教材专著
