功能化纳米多孔材料的设计合成以及在甲烷储存中的应用
随着全球石油资源开采的日益枯竭与全社会对清洁能源需求的不断扩大，拥有丰富储藏量的天然气作为一种新兴的替代能源越来越重要。用天然气驱动的汽车已经存在几十年。但同液体燃料驱动的汽车相比，由于很难实现天然气的大量储存，该类汽车的发展受到了限制。传统的天然气储存技术是在超高的压力下（200bar以上）和低温下进行的，这需要昂贵的容器和多级压缩系统。 目前，人们开始尝试用吸附天然气储存技术(ANG)来替代传统的压缩天然气技术(CNG)与液化天然气技术(LNG)。天然气是以CH4为主的气体碳氢化合物，实现天然气高效储存的关键在于合成稳定、经济与具有高吸附量的甲烷气体吸附剂，该吸附剂能够在较低压力与常温下实现天然气的大量储存。要达到这个目的，吸附剂必须拥有较高的比表面积与孔容，并且其孔径分布主要在微孔(0～2nm)。针对此，本论文设计合成了新型的纳米多孔材料，实现了对甲烷气体的高效储存。 本文的研究主要包括:(1)通过外部交联与内部交联的方法制备纳米多孔聚苯乙烯材料;(2)同时也尝试通过混合有机单体(linker)合成金属有机框架材料。本文将对这些材料的多孔性质与甲烷吸附进行研究。其中通过内部交联法得到的材料具有高达2084m2.g-1的比表面积与0.78cm3·g-1的微孔孔体积。在35bar的压力与25℃的室温条件下，材料的甲烷超额吸附量可达到10.5wt％，这可以明显增加系统对天然气的储存能力。同时该材料也具有良好的稳定性与温和的吸附焓值。
纳米多孔材料;合成工艺;天然气储存;吸附性能
北京化工大学
硕士
药学
吕永琴
2017
中文
TQ424
68
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）