基于MIL-100系列材料的生物沼气中CO 2 /CH 4 分离性能研究
发布时间：2021-12-31 16:31
天然气作为一种清洁能源近年来应用越来越广泛,天然气的大量使用使得我国天然气严重短缺,对进口天然气依赖度较高。而生物沼气作为一种可再生能源在我国的产量逐年增加,如果能够充分的利用生物沼气,除去其中含有的40%-60%的二氧化碳气体,使其满足管输和各项使用标准,完全能够成为常规天然气的补充,缓解我国天然气严重不足的现状。目前,沼气中二氧化碳的脱除工艺主要包括物理吸收法、化学吸收法、深冷分离法、膜分离法和变压吸附分离法,与其他吸附分离工艺相比,变压吸附是一种相对节能的方法,而且这种方法吸附剂再生能耗低,重复性较强,但是寻找一种具有优良二氧化碳甲烷分离能力的吸附剂是关键因素。常用的吸附剂包括活性炭、碳分子筛、碳纳米管、沸石分子筛和金属有机骨架材料,其中,金属有机骨架材料作为一种新型的二氧化碳吸附分离材料,其可调的孔尺寸和大的比表面积是其他材料所不具备的。本文主要研究了MIL-100系列中MIL-100Cr、MIL-100Fe经不同温度活化后的CO2、CH4吸附分离性能以及乙二胺改性MIL-100Al材料的CO2、CH4...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 能源背景
1.1.1 中国的天然气现状
1.1.2 中国沼气的发展
1.2 沼气的脱碳工艺
1.2.1 物理吸收法
1.2.2 化学吸收法
1.2.3 深冷分离法
1.2.4 膜分离法
1.2.5 变压吸附分离法(PSA)
1.3 CO_2/CH_4分离常用吸附剂
1.3.1 活性炭
1.3.2 碳分子筛
1.3.3 碳纳米管
1.3.4 沸石分子筛
1.3.5 金属有机骨架材料
1.4 选题依据与研究内容
第二章 实验条件及研究方法
2.1 实验条件
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 研究方法
2.2.1 粉末X-射线衍射(PXRD)表征
2.2.2 热稳定性表征
2.2.3 红外光谱表征
2.2.4 -196℃氮气吸脱附曲线测定
2.2.5 单组分气体等温吸附曲线测定
2.2.6 微孔结构材料的鉴定以及相对结晶度测量
2.2.7 气体选择性的计算
第三章 MIL-100Cr/Fe的激活与气体分离性能研究
3.1 前言
3.2 MIL-100Cr/Fe的制备及表征
3.2.1 MIL-100Cr的制备
3.2.2 MIL-100Fe的制备
3.2.3 XRD分析
3.2.4 N_2吸附脱附分析
3.2.5 热重分析
3.3 MIL-100Cr/Fe的激活与分离性能研究
3.3.1 MIL-100Cr不同温度活化后的气体吸附测试
3.3.2 MIL-100Fe不同温度活化后的气体吸附测试
3.3.3 MIL-100Cr和MIL-100Fe气体吸附选择性计算
3.4 本章小结
第四章 乙二胺改性MIL-100Al材料及CO_2/CH_4分离性能研究
4.1 前言
4.2 乙二胺改性MIL-100Al材料的制备及表征
4.2.1 XRD分析
4.2.2 N_2吸附脱附分析
4.2.3 红外光谱分析
4.2.4 热重分析
4.3 乙二胺改性MIL-100Al材料的吸附与分离性能
4.3.1 CO_2的吸附等温线
4.3.2 CH_4的吸附等温线
4.3.3 CO_2/CH_4的吸附选择性
4.3.4 改性材料的再生性能
4.4 本章小结
第五章 主要结论及展望
5.1 主要结论
5.2 展望及建议
参考文献
致谢
硕士期间发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]配位不饱和金属-有机骨架材料吸附CO2的研究进展[J]. 赵倩,冯东,汪洋,赵文波. 化工进展. 2017(05)
[2]Where is the future of China’s biogas? Review, forecast,and policy implications[J]. Lei Gu,Yi-Xin Zhang,Jian-Zhou Wang,Gina Chen,Hugh Battye. Petroleum Science. 2016(03)
[3]乙二胺改性金属有机骨架材料MIL-101（Cr）常压下吸附CO[J]. 梁方方,周凌云,李想,樊静. 过程工程学报. 2015(06)
[4]中国天然气供需形势与展望[J]. 张抗. 天然气工业. 2014(01)
[5]中国区域畜禽粪便能源潜力及总量控制研究[J]. 耿维,胡林,崔建宇,卜美东,张蓓蓓. 农业工程学报. 2013(01)
[6]农业废弃物资源化利用技术研究进展与发展趋势[J]. 杜艳艳,赵蕴华. 广东农业科学. 2012(02)
本文编号：3560595
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 能源背景
1.1.1 中国的天然气现状
1.1.2 中国沼气的发展
1.2 沼气的脱碳工艺
1.2.1 物理吸收法
1.2.2 化学吸收法
1.2.3 深冷分离法
1.2.4 膜分离法
1.2.5 变压吸附分离法(PSA)
1.3 CO_2/CH_4分离常用吸附剂
1.3.1 活性炭
1.3.2 碳分子筛
1.3.3 碳纳米管
1.3.4 沸石分子筛
1.3.5 金属有机骨架材料
1.4 选题依据与研究内容
第二章 实验条件及研究方法
2.1 实验条件
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 研究方法
2.2.1 粉末X-射线衍射(PXRD)表征
2.2.2 热稳定性表征
2.2.3 红外光谱表征
2.2.4 -196℃氮气吸脱附曲线测定
2.2.5 单组分气体等温吸附曲线测定
2.2.6 微孔结构材料的鉴定以及相对结晶度测量
2.2.7 气体选择性的计算
第三章 MIL-100Cr/Fe的激活与气体分离性能研究
3.1 前言
3.2 MIL-100Cr/Fe的制备及表征
3.2.1 MIL-100Cr的制备
3.2.2 MIL-100Fe的制备
3.2.3 XRD分析
3.2.4 N_2吸附脱附分析
3.2.5 热重分析
3.3 MIL-100Cr/Fe的激活与分离性能研究
3.3.1 MIL-100Cr不同温度活化后的气体吸附测试
3.3.2 MIL-100Fe不同温度活化后的气体吸附测试
3.3.3 MIL-100Cr和MIL-100Fe气体吸附选择性计算
3.4 本章小结
第四章 乙二胺改性MIL-100Al材料及CO_2/CH_4分离性能研究
4.1 前言
4.2 乙二胺改性MIL-100Al材料的制备及表征
4.2.1 XRD分析
4.2.2 N_2吸附脱附分析
4.2.3 红外光谱分析
4.2.4 热重分析
4.3 乙二胺改性MIL-100Al材料的吸附与分离性能
4.3.1 CO_2的吸附等温线
4.3.2 CH_4的吸附等温线
4.3.3 CO_2/CH_4的吸附选择性
4.3.4 改性材料的再生性能
4.4 本章小结
第五章 主要结论及展望
5.1 主要结论
5.2 展望及建议
参考文献
致谢
硕士期间发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]配位不饱和金属-有机骨架材料吸附CO2的研究进展[J]. 赵倩,冯东,汪洋,赵文波. 化工进展. 2017(05)
[2]Where is the future of China’s biogas? Review, forecast,and policy implications[J]. Lei Gu,Yi-Xin Zhang,Jian-Zhou Wang,Gina Chen,Hugh Battye. Petroleum Science. 2016(03)
[3]乙二胺改性金属有机骨架材料MIL-101（Cr）常压下吸附CO[J]. 梁方方,周凌云,李想,樊静. 过程工程学报. 2015(06)
[4]中国天然气供需形势与展望[J]. 张抗. 天然气工业. 2014(01)
[5]中国区域畜禽粪便能源潜力及总量控制研究[J]. 耿维,胡林,崔建宇,卜美东,张蓓蓓. 农业工程学报. 2013(01)
[6]农业废弃物资源化利用技术研究进展与发展趋势[J]. 杜艳艳,赵蕴华. 广东农业科学. 2012(02)
本文编号：3560595
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3560595.html
