有序介孔材料吸附功能研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長,能源危機(jī)和環(huán)境污染日益成為兩個(gè)最受關(guān)注的熱點(diǎn).煤和石油一直是能源的主要來源,隨著這些不可再生性資源日漸匱乏,迫使人們尋找新能源和可再生能源.天然氣作為一種清潔能源,由于儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜,在中國21世紀(jì)能源結(jié)構(gòu)中將占更大的份額.天然氣水合物(NGH)存儲(chǔ)方法已經(jīng)引起了研究學(xué)者的廣泛注意,采用此方法在10MPa壓力下甲烷儲(chǔ)量可達(dá)164 VN,是采用壓縮天然氣(CNG)達(dá)到同樣儲(chǔ)量壓力的1/2,存儲(chǔ)成本降低2

2、6﹪.本課題組率先進(jìn)行了用濕活性炭存儲(chǔ)甲烷的研究,濕活性炭的甲烷儲(chǔ)量比干碳儲(chǔ)量提高63﹪,隨后進(jìn)行充放氣研究表明,在濕活性炭上3分鐘內(nèi)就能生成大量天然氣水合物,并且在充放氣過程中的熱效應(yīng)不明顯(局部溫度最大波動(dòng)不超過8℃),僅是吸附天然氣(ANG)溫度波動(dòng)(80℃)的1/10,因此在多孔介質(zhì)中進(jìn)行濕儲(chǔ)不僅可以提高儲(chǔ)量,而且充放氣非常迅速,可能引發(fā)一場天然氣存儲(chǔ)技術(shù)的革命.近年來合成的有序介孔材料具有規(guī)則可調(diào)的介孔孔徑,大的比表面積和孔體

3、積,可能是提高濕儲(chǔ)甲烷容量的有效吸附劑,因而本論文進(jìn)行不同有序介孔材料(MCM.41、SBA.15、CMK.3)的合成及其甲烷存儲(chǔ)方面的研究.研究發(fā)現(xiàn),濕介孔材料的甲烷儲(chǔ)量比干料儲(chǔ)量有很大提高,尤其在CMK-3-1.25水樣比為3.86時(shí),甲烷存儲(chǔ)量在6.72MPa壓力下達(dá)到41.22﹪.通過測定不同溫度甲烷吸入等溫線,計(jì)算甲烷水合物的生成焓,與文獻(xiàn)報(bào)道在純水中的甲烷水合物生成焓基本相同,證明了在有序介孔材料內(nèi)生成了甲烷水合物.

4、 大氣"溫室效應(yīng)"與地球變暖將是21世紀(jì)人類面臨的最大環(huán)境問題.目前,人類在能源系統(tǒng)中產(chǎn)生大量二氧化碳并直接排放是導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因.甲烷排放也對(duì)溫室效應(yīng)有很大的影響,因此從環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源的角度來看,在全世界范圍內(nèi)對(duì)排放的CH4和C02進(jìn)行回收和利用是非常必要的.所以,本文研究了新型有序介孔材料(SBA-15、CMK-3)對(duì)不同氣體的吸附性能,考察了對(duì)不同氣體吸附能力的差異,以探索應(yīng)用于氣體分離可能性. 本文初步探索了表面