Pebax/SBS复合膜的制备及其在CH 4 /N 2 分离中的应用
发布时间：2021-10-11 21:49
煤层气中通常会混入氮气（N2）等杂质气体使甲烷（CH4）浓度过低而无法直接使用,并且因为缺乏经济又有效的CH4富集工艺,这部分煤层气常采用排放或者点燃方式进行处理,导致资源浪费与环境污染,因此,CH4的富集特别是CH4和N2的有效分离对于煤层气的合理利用具有重要意义。由于CH4和N2的分子动力学直径大小相近,极性相似,选择高分子致密膜分离更为有效,而在膜分离工艺中,气体渗透性与选择性之间却往往存在一个相互制约的关系,即所谓的气体分离上限（“Robeson upper bound”）。一些嵌段聚合物会兼具“硬段”（玻璃态聚合物）的高选择性以及“软段”（橡胶态聚合物）的高渗透性,是可能突破气体分离上限的潜在材料。据此,本文采用溶液涂膜法,制备了主要基于嵌段聚醚酰胺（Pebax）的气体分离膜,对膜的结构、热性能、形貌进行了表征,并首次测试了薄膜对CH4/N2单气体以及CH4/N2（CH4/N2=10:90 vol%）混合气体的分离效果。主要工作如下:1.以具有不同聚酰胺（PA）与聚醚（PE）含量的Pebax2533（PE 80wt%,PA 20wt%）、Pebax3533（PE 70wt%,...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 甲烷氮气分离的意义
1.2 甲烷气体分离的主要方法
1.2.1 变压吸附法
1.2.2 深冷分离法
1.2.3 膜分离法
1.3 气体膜分离的传质机理
1.3.1 多孔膜传质机理
1.3.2 非多孔膜传质机理
1.3.3 气体分离膜的upper bound
1.4 聚合物基甲烷气体分离膜材料
1.4.1 玻璃态聚合物
1.4.2 橡胶态聚合物
1.4.3 嵌段聚合物
1.5 本论文选题依据和研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 表征方法
2.2.1 红外分析（FT-IR）
2.2.2 热重分析（TG）
2.2.3 差示扫描量热法（DSC）
2.2.4 原子力显微镜（AFM）
2.2.5 扫描电子显微镜（SEM）
2.2.6 X射线衍射（XRD）
2.3 气体分离性能测试
2.3.1 单气体分离性能测试
2.3.2 混合气体分离性能测试
第三章 Pebax气体分离膜的制备及性能
3.1 引言
3.2 Pebax气体分离膜的制备
3.3 Pebax气体分离膜的表征
3.3.1 红外光谱结构分析（FT-IR）
3.3.2 差示扫描量热分析（DSC）
3.3.3 原子力显微镜分析（AFM）
3.4 Pebax气体分离膜的单气体CH_4/N_2分离性能
3.4.1 温度对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
3.4.2 压力对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
3.5 本章小结
第四章 Pebax/SBS气体分离膜的制备及性能
4.1 引言
4.2 SBS气体分离膜以及Pebax/SBS气体分离膜的制备
4.3 Pebax/SBS气体分离膜的表征
4.3.1 红外光谱结构分析（FT-IR）
4.3.2 热稳定性分析（TG）
4.3.3 横截面形貌分析（SEM）
4.3.4 原子力显微镜分析（AFM）
4.3.5 差示扫描量热分析（DSC）
4.3.6 X射线衍射分析（XRD）
4.4 Pebax/SBS气体分离膜的单气体CH_4/N_2分离性能
4.4.1 温度对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
4.4.2 压力对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
4.4.3 SBS含量对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
4.5 本章小结
第五章 Pebax以及Pebax/SBS气体分离膜的CH_4/N_2混合气体分离性能
5.1 引言
5.2 温度对CH_4/N_2混合气体分离性能的影响
5.3 压力对CH_4/N_2混合气体分离性能的影响
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]酸化多壁碳纳米管/含氟聚砜复合膜的制备及其对CO2/CH4分离性能研究[J]. 郭瑞乾,张萌,罗居杰,李晋平. 化工新型材料. 2017(01)
[2]气体分离提纯应用变压吸附技术的分析[J]. 廖恒易. 科技视界. 2016(20)
[3]氨基功能化聚醚砜气体分离膜对CO2/N2、CO2/CH4分离性能研究[J]. 罗居杰,张萌,郭瑞乾,李晋平. 化工新型材料. 2016(03)
[4]用于甲烷-氮气体系分离的膜技术研究进展[J]. 李雯,王志,李潘源,许家友,李楠,王纪孝. 化工学报. 2016(02)
[5]扫描电子显微镜显微分析技术在地球科学中的应用[J]. 陈莉,徐军,陈晶. 中国科学:地球科学. 2015(09)
[6]红外光谱分析原理及在矿山地质中的应用浅析[J]. 赵志刚. 化工管理. 2015(02)
[7]气体分离膜的发展历程[J]. 孟兆伟,张锋镝,任少科,李晓晨. 低温与特气. 2014(05)
[8]低浓度含氧煤层气深冷精馏流程模拟研究[J]. 朱菁,任小坤,肖正,刘利亚. 矿业安全与环保. 2014(04)
[9]变压吸附技术应用研究进展初探[J]. 李昂,杨文攀,于文静. 化工管理. 2014(02)
[10]变压吸附技术的应用及其发展简述[J]. 丁慧,李进辉,黄文升,刘娜,张秀霞. 油气田环境保护. 2012(02)
博士论文
[1]基于聚芳醚的气体分离膜的制备与性能研究[D]. 于云武.吉林大学 2014
硕士论文
[1]X沸石/活性炭复合材料在煤层气中CH4/N2分离的应用研究[D]. 张明胜.太原理工大学 2015
本文编号：3431296
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 甲烷氮气分离的意义
1.2 甲烷气体分离的主要方法
1.2.1 变压吸附法
1.2.2 深冷分离法
1.2.3 膜分离法
1.3 气体膜分离的传质机理
1.3.1 多孔膜传质机理
1.3.2 非多孔膜传质机理
1.3.3 气体分离膜的upper bound
1.4 聚合物基甲烷气体分离膜材料
1.4.1 玻璃态聚合物
1.4.2 橡胶态聚合物
1.4.3 嵌段聚合物
1.5 本论文选题依据和研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 表征方法
2.2.1 红外分析（FT-IR）
2.2.2 热重分析（TG）
2.2.3 差示扫描量热法（DSC）
2.2.4 原子力显微镜（AFM）
2.2.5 扫描电子显微镜（SEM）
2.2.6 X射线衍射（XRD）
2.3 气体分离性能测试
2.3.1 单气体分离性能测试
2.3.2 混合气体分离性能测试
第三章 Pebax气体分离膜的制备及性能
3.1 引言
3.2 Pebax气体分离膜的制备
3.3 Pebax气体分离膜的表征
3.3.1 红外光谱结构分析（FT-IR）
3.3.2 差示扫描量热分析（DSC）
3.3.3 原子力显微镜分析（AFM）
3.4 Pebax气体分离膜的单气体CH_4/N_2分离性能
3.4.1 温度对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
3.4.2 压力对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
3.5 本章小结
第四章 Pebax/SBS气体分离膜的制备及性能
4.1 引言
4.2 SBS气体分离膜以及Pebax/SBS气体分离膜的制备
4.3 Pebax/SBS气体分离膜的表征
4.3.1 红外光谱结构分析（FT-IR）
4.3.2 热稳定性分析（TG）
4.3.3 横截面形貌分析（SEM）
4.3.4 原子力显微镜分析（AFM）
4.3.5 差示扫描量热分析（DSC）
4.3.6 X射线衍射分析（XRD）
4.4 Pebax/SBS气体分离膜的单气体CH_4/N_2分离性能
4.4.1 温度对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
4.4.2 压力对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
4.4.3 SBS含量对单气体CH_4/N_2分离性能的影响
4.5 本章小结
第五章 Pebax以及Pebax/SBS气体分离膜的CH_4/N_2混合气体分离性能
5.1 引言
5.2 温度对CH_4/N_2混合气体分离性能的影响
5.3 压力对CH_4/N_2混合气体分离性能的影响
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]酸化多壁碳纳米管/含氟聚砜复合膜的制备及其对CO2/CH4分离性能研究[J]. 郭瑞乾,张萌,罗居杰,李晋平. 化工新型材料. 2017(01)
[2]气体分离提纯应用变压吸附技术的分析[J]. 廖恒易. 科技视界. 2016(20)
[3]氨基功能化聚醚砜气体分离膜对CO2/N2、CO2/CH4分离性能研究[J]. 罗居杰,张萌,郭瑞乾,李晋平. 化工新型材料. 2016(03)
[4]用于甲烷-氮气体系分离的膜技术研究进展[J]. 李雯,王志,李潘源,许家友,李楠,王纪孝. 化工学报. 2016(02)
[5]扫描电子显微镜显微分析技术在地球科学中的应用[J]. 陈莉,徐军,陈晶. 中国科学:地球科学. 2015(09)
[6]红外光谱分析原理及在矿山地质中的应用浅析[J]. 赵志刚. 化工管理. 2015(02)
[7]气体分离膜的发展历程[J]. 孟兆伟,张锋镝,任少科,李晓晨. 低温与特气. 2014(05)
[8]低浓度含氧煤层气深冷精馏流程模拟研究[J]. 朱菁,任小坤,肖正,刘利亚. 矿业安全与环保. 2014(04)
[9]变压吸附技术应用研究进展初探[J]. 李昂,杨文攀,于文静. 化工管理. 2014(02)
[10]变压吸附技术的应用及其发展简述[J]. 丁慧,李进辉,黄文升,刘娜,张秀霞. 油气田环境保护. 2012(02)
博士论文
[1]基于聚芳醚的气体分离膜的制备与性能研究[D]. 于云武.吉林大学 2014
硕士论文
[1]X沸石/活性炭复合材料在煤层气中CH4/N2分离的应用研究[D]. 张明胜.太原理工大学 2015
本文编号：3431296
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