单分子层CuCl/AC吸附剂的制备及其CO吸附分离性能研究

发布时间：2024-11-22 16:19

　　CO作为重要的基础化工原料,可以合成许多重要的化工产品。CO分子中存在的不饱和π键可以提供电子与金属催化剂的d轨道成键,从而引起催化剂中毒;CO也可以延长温室气体CH₄在大气中的滞留时间;另外,空气中CO浓度达到0.02%人体就会出现中毒症状。然而,CO气源中CO通常与H₂、N₂、CH₄和CO₂等气体共存,因此分离提纯CO具有非常重要的经济和社会双重意义。与其它技术相比,吸附分离技术具有操作方便、耗能低和技术成熟等优势,因此在工业应用解决实际问题中吸附分离技术具有相当大的竞争优势,该技术的核心是吸附剂。与传统的物理吸附相比较,π络合作用力远强于普通的范德华力或者静电作用力,因此表现出更高的选择性;与一般的化学吸附相比较,它特殊的弱化学键性质使得其脱附再生比较容易,通过升温或减压的简单方式即可实现。本论文以三种方法成功制备得到了具有高CO吸附容量和选择性的CuCl/AC吸附剂。方法一:以CuCl₂和Cu（HCOO）₂为原料,活性炭为载体,...

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 CO用途和来源
    1.2 CO分离提纯技术
        1.2.1 深冷分离
        1.2.2 溶液吸收法
        1.2.3 膜分离法
        1.2.4 吸附分离法
    1.3 CO吸附剂介绍
        1.3.1 沸石
        1.3.2 活性炭
        1.3.3 金属有机骨架材料(MOFs)
        1.3.4 π络合吸附剂
    1.4 π络合吸附剂制备方法
        1.4.1 离子交换法
        1.4.2 浸渍法
        1.4.3 热自动分散法
        1.4.4 空间限阈法
    1.5 π络合吸附原理
    1.6 以二价铜盐为前驱体制备CuCl/AC吸附剂
    1.7 课题背景及选题目的
    1.8 本文的主要工作
        1.8.1 已有研究的不足
        1.8.2 本文研究的内容及结构安排
    参考文献
第二章 实验设备及表征方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验试剂
        2.1.3 实验仪器
    2.2 样品表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)测试
        2.2.2 场发射扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 低温N2吸附-脱附表征
        2.2.4 XPS表征
    2.3 CO、N2、CO2和CH4吸附等温线的测定
第三章 混合二价铜盐浸渍制备CuCl/AC吸附剂及其CO吸附性能研究
    3.1 前言
    3.2 CuCl/AC吸附剂的合成步骤
    3.3 制备原料对吸附剂的影响
        3.3.1 载体
        3.3.2 原料配比
        3.3.3 负载量
    3.4 制备工艺
        3.4.1 真空
        3.4.2 惰性气氛
    3.5 CuCl/AC吸附剂的储存
    3.6 小结
    参考文献
第四章 CuCl/AC吸附剂CO吸附性能研究
    4.1 前言
    4.2 吸附理论
        4.2.1 Langmuir吸附理论
        4.2.2 Freundlich吸附式
        4.2.3 Langmuir-Freundlich吸附式
        4.2.4 理想吸附溶液理论(IAST)
        4.2.5 吸附选择性
        4.2.6 吸附热
    4.3 CuCl/AC吸附剂气体吸附分离性能
        4.3.1 CO和N₂吸附等温线
        4.3.2 CO/N₂吸附分离性能
        4.3.3 CO₂和CH₄吸附等温线
        4.3.4 CO/CO₂/CH₄吸附分离性能
    4.4 CO吸附热计算
    4.5 CO再生性能
    4.6 CO吸附动力学
    4.7 小结
    参考文献
第五章 原位二价铜盐还原剂和CuCl/AC的制备及其CO吸附性能研究
    5.1 前言
    5.2 CuCl/AC吸附剂的合成步骤
    5.3 载体对吸附剂的影响
    5.4 原料配比对吸附剂的影响
        5.4.1 HCOOH加入量
        5.4.2 CuCl₂和Cu₂(OH)₂CO3

        5.4.3 铜负载量
    5.5 制备工艺
    5.6 气体吸附分离性能
    5.7 实际条件下评价吸附剂
    5.8 小结
    参考文献
第六章 二价铜盐热单层分散法制备CuCl/AC吸附剂及其CO吸附性能
    6.1 前言
    6.2 CuCl/AC吸附剂的合成步骤
    6.3 原料配比对吸附剂的影响
    6.4 制备工艺
    6.5 气体吸附分离性能
    6.6 实际条件下评价吸附剂
    6.7 小结
    参考文献
第七章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 论文创新点
    7.3 关于课题的展望
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文及专利目录



本文编号：4012471

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