用于水煤气变换反应的三氟丙基修饰有机—无机杂化SiO_2膜材料研究
用于水煤气变换反应的三氟丙基修饰有机—无机杂化SiO_2膜材料研究【摘要】:溶胶-凝胶法制备的无定形SiO_2无机膜与有机膜相比,具有容易制备、孔结构优异、物理和化学稳定性高、机械
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TQ127.2;TB383.2
【目录】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-22
- 1.1 引言10
- 1.2 国内外研究现状10-19
- 1.2.1 氢气分离技术现状10-13
- 1.2.2 二氧化硅膜研究现状13-17
- 1.2.3 水煤气变换膜反应器研究现状17-19
- 1.3 本论文的研究目的19
- 1.4 本论文的研究内容19-22
- 第2章 三氟丙基修饰的有机-无机杂化 SiO_2膜材料的制备与表征22-40
- 2.1 引言22
- 2.2 实验22-29
- 2.2.1 实验原料22-23
- 2.2.2 实验设备23
- 2.2.3 溶胶-凝胶技术原理23-25
- 2.2.4 α-Al_2O_3多孔陶瓷支撑体和中孔γ-Al_2O_3过渡层的制备25-26
- 2.2.5 三氟丙基修饰有机-无机杂化 SiO_2膜材料的制备26-28
- 2.2.6 表征方法与技术手段28-29
- 2.3 结果与讨论29-38
- 2.3.1 溶胶粒径及其分布29-31
- 2.3.2 有支撑有机-无机杂化 SiO_2膜的微观形貌31-32
- 2.3.3 膜材料的疏水性能32-34
- 2.3.4 无支撑有机-无机杂化 SiO_2膜的红外分析34-35
- 2.3.5 无支撑有机-无机杂化 SiO_2膜的热重分析35-37
- 2.3.6 无支撑有机-无机杂化 SiO_2膜的核磁共振分析37-38
- 2.4 本章小结38-40
- 第3章 三氟丙基修饰的有机-无机杂化 SiO_2膜氢气渗透和分离性能40-64
- 3.1 引言40
- 3.2 气体在多孔材料中的渗透和输运机理40-47
- 3.2.1 Knudsen 扩散41-42
- 3.2.2 黏性流42-43
- 3.2.3 表面扩散43-44
- 3.2.4 多层扩散与毛细管凝聚44-45
- 3.2.5 分子筛分效应45-47
- 3.3 气体分离原理47-49
- 3.4 气体渗透通量测试方法49-51
- 3.4.1 恒体积变压力法49-50
- 3.4.2 恒压力变体积法50-51
- 3.5 实验过程51-54
- 3.5.1 样品制备51
- 3.5.2 单组份气体渗透实验51-53
- 3.5.3 H_2/CO_2双组份气体分离实验53-54
- 3.6 结果与讨论54-62
- 3.6.1 单组份气体渗透与分离性能54-59
- 3.6.2 H_2/CO_2双组份气体分离59-60
- 3.6.3 膜材料的水热稳定性能60-62
- 3.7 本章小结62-64
- 第4章 修饰后 SiO_2膜材料在水煤气变换反应中的应用64-74
- 4.1 引言64
- 4.2 水煤气变换膜反应器原理64-65
- 4.3 气相色谱测量分析技术65-67
- 4.4 实验67-70
- 4.4.1 材料与设备67
- 4.4.2 标准曲线的标定67-68
- 4.4.3 水煤气变换实验68-70
- 4.5 结果与分析70-72
- 4.5.1 温度对 CO 转化率的影响70-71
- 4.5.2 水和 CO 摩尔比对 CO 转化率的影响71-72
- 4.6 本章小结72-74
- 结论74-76
- 参考文献76-82
- 攻读硕士学位期间所发表的学术论文82-84
- 致谢84
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