本文主要研究内容
作者李龙（2019）在《层状材料调控PVAm混合基质膜的形态结构及其CO2/N2气体分离性能》一文中研究指出：CO2排放量逐渐增加,使得大气中CO2浓度上升,造成温室效应,产生各种生态环境问题,如冰层融化、海平面上升和恶劣天气等。所以关于如何捕集和回收CO2气体的研究已经成为环境与能源领域的重大课题之一。工业上捕获和分离CO2的主要方法有吸收法、吸附法、低温蒸馏法和气体膜分离法等,其中气体膜分离法因其高效、低能耗和环境友好等优点在CO2分离领域具有良好的应用前景。因此,本文以聚砜（PSf）超滤膜为支撑体,聚乙烯胺（PVAm）为基质,添加不同的二维层状材料制备混合基质膜,通过调节层状材料在膜中的排列方式,构建CO2的层状传递微通道,旨在提高膜的CO2分离性能。主要研究内容如下:（1）本章先制备单片层状偏高岭土（MK）的均匀分散液,并将其添加到PVAm水溶液中,得到PVAm/MK涂覆液。然后,通过涂覆法在PSf上制备PVAm/MK混合基质膜。使用XRD和SEM对膜的微观结构进行表征。研究了添加含量、压力和膜厚等对膜性能的影响。结果表明:MK的加入降低了PVAm的结晶度,且SEM显示了MK在膜中的均匀分散。在压力为1 bar下,MK添加量为1 wt%的混合基质膜的气体分离性能最优,其CO2渗透速率和CO2/N2选择性分别为152 GPU和78。这是因为MK上的含氧官能团能与PVAm上的胺基形成氢键,形成层状微通道有利于气体传递,从而提高膜的CO2渗透性和选择性。在混合气测试中,添加量为1 wt%的混合基质膜运行300 h仍然具有优异的稳定性,其中CO2平均渗透速率和CO2/N2选择性分别为188 GPU和83.8。（2）本章在MK上吸附Zn2+,加入二甲基咪唑溶液在MK上原位合成ZIF-8制备复合材料MK-ZIF-8,并将其加入到PVAm中制得混合基质膜。FTIR与XRD表明ZIF-8成功负载在MK上。研究了不同摩尔比的MK:Zn2+、含量、压力和温度对气体分离性能的影响。结果表明:MK:Zn2+摩尔比为1:75时性能最佳,当MK-ZIF-8含量为3 wt%,压力为1 bar时,PVAm/MK-ZIF-8膜的CO2渗透速率为169 GPU,CO2/N2选择性为86.7。这是由于PVAm与MK-ZIF-8构成的层状微通道有利于CO2的快速传递,且层间的ZIF-8对CO2有分子筛分效应,二者的协同作用提高了膜的气体分离性能。此外,在300 h的混合气测试中,PVAm/MK-ZIF-8膜的气体分离性能表现出优异的稳定性。（3）本章将聚苯胺包覆的多壁碳纳米管（PANI@CNTs）通过超声插入到氧化石墨烯（GO）层间制备PANI@CNTs-GO,再添加到PVAm水溶液中制备PVAm/PANI@CNTs-GO混合基质膜。利用FTIR、XRD和SEM对无机材料以及膜的化学结构和形态结构进行了表征分析,研究了PANI@CNTs-GO含量、压力、温度和混合气对膜性能的影响。结果表明:PANI@CNTs成功插入到GO层间,并且随着PANI@CNTs含量的增多,GO的层间距逐渐增加,且SEM显示了PANI@CNTs-GO在混合基质膜中的均匀分散。在压力为1 bar下,PANI@CNTs-GO添加量为1 wt%的混合基质膜的气体分离性能最优,CO2渗透速率为170 GPU,CO2/N2选择性为122.4。这是由于GO层间距中的促进传递和分子筛分的协同作用。此外,PANI@CNTs-GO含量为1 wt%的混合基质膜在混合气测试的分离性能要高于纯气,且在300 h的混合气测试期间表现出优异的稳定性,其中CO2平均渗透速率为264 GPU,CO2/N2选择性高达149.8。
Abstract
CO2pai fang liang zhu jian zeng jia ,shi de da qi zhong CO2nong du shang sheng ,zao cheng wen shi xiao ying ,chan sheng ge chong sheng tai huan jing wen ti ,ru bing ceng rong hua 、hai ping mian shang sheng he e lie tian qi deng 。suo yi guan yu ru he bu ji he hui shou CO2qi ti de yan jiu yi jing cheng wei huan jing yu neng yuan ling yu de chong da ke ti zhi yi 。gong ye shang bu huo he fen li CO2de zhu yao fang fa you xi shou fa 、xi fu fa 、di wen zheng liu fa he qi ti mo fen li fa deng ,ji zhong qi ti mo fen li fa yin ji gao xiao 、di neng hao he huan jing you hao deng you dian zai CO2fen li ling yu ju you liang hao de ying yong qian jing 。yin ci ,ben wen yi ju feng （PSf）chao lv mo wei zhi cheng ti ,ju yi xi an （PVAm）wei ji zhi ,tian jia bu tong de er wei ceng zhuang cai liao zhi bei hun ge ji zhi mo ,tong guo diao jie ceng zhuang cai liao zai mo zhong de pai lie fang shi ,gou jian CO2de ceng zhuang chuan di wei tong dao ,zhi zai di gao mo de CO2fen li xing neng 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia :（1）ben zhang xian zhi bei chan pian ceng zhuang pian gao ling tu （MK）de jun yun fen san ye ,bing jiang ji tian jia dao PVAmshui rong ye zhong ,de dao PVAm/MKtu fu ye 。ran hou ,tong guo tu fu fa zai PSfshang zhi bei PVAm/MKhun ge ji zhi mo 。shi yong XRDhe SEMdui mo de wei guan jie gou jin hang biao zheng 。yan jiu le tian jia han liang 、ya li he mo hou deng dui mo xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming :MKde jia ru jiang di le PVAmde jie jing du ,ju SEMxian shi le MKzai mo zhong de jun yun fen san 。zai ya li wei 1 barxia ,MKtian jia liang wei 1 wt%de hun ge ji zhi mo de qi ti fen li xing neng zui you ,ji CO2shen tou su lv he CO2/N2shua ze xing fen bie wei 152 GPUhe 78。zhe shi yin wei MKshang de han yang guan neng tuan neng yu PVAmshang de an ji xing cheng qing jian ,xing cheng ceng zhuang wei tong dao you li yu qi ti chuan di ,cong er di gao mo de CO2shen tou xing he shua ze xing 。zai hun ge qi ce shi zhong ,tian jia liang wei 1 wt%de hun ge ji zhi mo yun hang 300 hreng ran ju you you yi de wen ding xing ,ji zhong CO2ping jun shen tou su lv he CO2/N2shua ze xing fen bie wei 188 GPUhe 83.8。（2）ben zhang zai MKshang xi fu Zn2+,jia ru er jia ji mi zuo rong ye zai MKshang yuan wei ge cheng ZIF-8zhi bei fu ge cai liao MK-ZIF-8,bing jiang ji jia ru dao PVAmzhong zhi de hun ge ji zhi mo 。FTIRyu XRDbiao ming ZIF-8cheng gong fu zai zai MKshang 。yan jiu le bu tong ma er bi de MK:Zn2+、han liang 、ya li he wen du dui qi ti fen li xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming :MK:Zn2+ma er bi wei 1:75shi xing neng zui jia ,dang MK-ZIF-8han liang wei 3 wt%,ya li wei 1 barshi ,PVAm/MK-ZIF-8mo de CO2shen tou su lv wei 169 GPU,CO2/N2shua ze xing wei 86.7。zhe shi you yu PVAmyu MK-ZIF-8gou cheng de ceng zhuang wei tong dao you li yu CO2de kuai su chuan di ,ju ceng jian de ZIF-8dui CO2you fen zi shai fen xiao ying ,er zhe de xie tong zuo yong di gao le mo de qi ti fen li xing neng 。ci wai ,zai 300 hde hun ge qi ce shi zhong ,PVAm/MK-ZIF-8mo de qi ti fen li xing neng biao xian chu you yi de wen ding xing 。（3）ben zhang jiang ju ben an bao fu de duo bi tan na mi guan （PANI@CNTs）tong guo chao sheng cha ru dao yang hua dan mo xi （GO）ceng jian zhi bei PANI@CNTs-GO,zai tian jia dao PVAmshui rong ye zhong zhi bei PVAm/PANI@CNTs-GOhun ge ji zhi mo 。li yong FTIR、XRDhe SEMdui mo ji cai liao yi ji mo de hua xue jie gou he xing tai jie gou jin hang le biao zheng fen xi ,yan jiu le PANI@CNTs-GOhan liang 、ya li 、wen du he hun ge qi dui mo xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming :PANI@CNTscheng gong cha ru dao GOceng jian ,bing ju sui zhao PANI@CNTshan liang de zeng duo ,GOde ceng jian ju zhu jian zeng jia ,ju SEMxian shi le PANI@CNTs-GOzai hun ge ji zhi mo zhong de jun yun fen san 。zai ya li wei 1 barxia ,PANI@CNTs-GOtian jia liang wei 1 wt%de hun ge ji zhi mo de qi ti fen li xing neng zui you ,CO2shen tou su lv wei 170 GPU,CO2/N2shua ze xing wei 122.4。zhe shi you yu GOceng jian ju zhong de cu jin chuan di he fen zi shai fen de xie tong zuo yong 。ci wai ,PANI@CNTs-GOhan liang wei 1 wt%de hun ge ji zhi mo zai hun ge qi ce shi de fen li xing neng yao gao yu chun qi ,ju zai 300 hde hun ge qi ce shi ji jian biao xian chu you yi de wen ding xing ,ji zhong CO2ping jun shen tou su lv wei 264 GPU,CO2/N2shua ze xing gao da 149.8。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自太原理工大学的李龙，发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文，是一篇关于层状材料论文,混合基质膜论文,聚乙烯胺论文,分离论文,分离机理论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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