甲烷与氮气吸附分离研究进展

介绍了CH₄/N₂的分离原理和方法,对比分析了深冷分离法、水合物分离法、膜分离法、溶剂吸收法和吸附分离法等的优劣势,吸附分离法相比其他分离方法具有能耗低、运行成本低和稳定性高等优点,但吸附分离材料性能仍存在提升空间。重点总结了金属有机骨架(MOFs)、分子筛与炭基吸附材料3类典型CH₄/N₂吸附分离材料的国内外研究进展,深入探讨了当前吸附分离材料面临的挑战及未来发展趋势,指出了金属有机骨架材料兼具分子筛和活性炭的优势,发展前景广阔。     

气体分离膜技术及其在石油化工领域的应用

气体分离膜技术因能耗低、效率高、操作简单等优点,被广泛应用于石油、天然气和石化工业中。从膜机理、膜材料以及气体分离膜在石油化工中的应用等方面对气体分离膜技术进行了介绍,分析了目前存在的主要问题及可行的解决途径。未来的研究方向应该着重提高膜的分离性能、研发大面积与高质量的膜组件以及优化膜分离的工艺流程。     

天然气脱水高分子膜材料设计构建策略研究

为了清除天然气在开采过程中携带的水蒸气,避免天然气在管道运输过程中可能遇到的管道腐蚀和管道阻塞问题,有必要在天然气进入管道运输前进行除水处理.在众多天然气脱水方法中,高分子膜法脱水是最具有性价比的方法.通过研究溶解—渗透机理,从水蒸气在膜中的溶解性和渗透性这两个最能影响膜性能的方面出发,研究了引入亲水性基团、增大自由体...     

混合导体透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气研究进展

介绍了混合导体透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气研究状况。对钙钛矿型透氧膜材料的结构对透氧量和稳定性的影响、透氧膜在还原性气氛下的稳定性、膜的表面修饰以及混合导体透氧膜在甲烷部分氧化制合成气的应用前景进行了评述。     

低温等离子体-催化选择性转化甲烷研究进展

低温等离子体协同催化技术可在温和条件下实现甲烷的活化,为甲烷的选择性转化提供了一条新的途径。综述了等离子体-催化协同活化甲烷转化的国内外研究进展,针对等离子体与催化剂的相互作用及其结合形式进行了讨论,并且提出了今后的研究方向。     

甲烷氧化偶联中钙钛矿催化膜的研究进展

甲烷氧化偶联对充分利用天然气资源具有非常重要的意义 ,以钙钛矿催化膜为核心的催化技术最有希望实现这一过程的工业化。本文介绍了近几年来人们对钙钛矿催化膜的研究成果 ,指出了这一领域今后的发展重点。     

基于溶解-扩散机理的聚合物膜分离烯烃/烷烃的研究进展

乙烯、丙烯是非常重要的合成化工原料 ,被广泛用于生产聚乙烯、聚丙烯以及醇、酸、酯、醚等。目前 ,通常采用蒸汽或催化裂化和低温蒸馏来生产和分离烯烃 ,高能耗是现有烯烃分离技术的主要缺点 ,烯烃生产成本中的 5 0 %～ 75 %源于分离过程[1] 。鉴于烯烃的高产量和应用过程中的高纯度要求 ,研究开发新的烯烃 /烷烃分离方法 ,在基础研究和实际应用上均具有十分重要的意义。自 2 0世纪 70年代以来 ,溶剂抽提蒸馏、分子筛物理吸附以及可逆性金属离子络合等方法被广泛研究报道[2 ,3] 。但与传统的低温蒸馏相比 ,溶剂抽提蒸馏在能耗和成本上并不…     

高温氧渗透膜反应器中的甲烷部分氧化制合成气

采用固相反应法合成了Cu掺杂的高温氧渗透膜材料，并用于甲烷部分氧化制合成气反应过程。探讨了钙钛矿基体氧化物、离子掺杂以及膜片烧结温度等对材料透氧性能的影响，并考察了膜催化反应器内的甲烷部分氧化反应情况。结果表明，在4种复合氧化物基体中掺杂Cu得到的透氧量的大小顺序为：SrFe(Cu)O_3-δ>BaTi(Cu)O_3-δ>SrTi(Cu)O_3-δ>LaFe(Cu)O_3-δ。SrFe(Cu)O_3-δ系列材料显示了很高的透氧能力，透氧量随Cu含量的增加而增大，继续掺杂Ti可以提高稳定性，但是透氧量会随Ti含量的增加而降低。Cu和Ti对SrFeO_3-δ基体共掺杂能够制得具有高透氧量和稳定性的透氧膜。在SrFe_0.6Cu_0.3Ti_0.1O_3-δ膜催化反应器内，850 ℃时，甲烷转化率达到85%以上，一氧化碳选择性在90%以上，膜片透氧量达到5 mL/（min·cm²）。     

苯-环己烷分离渗透蒸发膜的研究进展与展望

由于苯和环己烷的相对挥发度非常接近,利用传统分离方法(如萃取精馏或共沸精馏)分离苯-环己烷混合物的分离效率较低。相比之下,利用膜的溶解和扩散选择性对苯-环己烷混合物进行分离的渗透蒸发技术具有优势。综述了渗透蒸发膜分离苯-环己烷混合物的研究进展,重点介绍了用于渗透蒸发技术的膜材料(特别是高分子膜材料),对渗透蒸发技术分离苯-环己烷混合物的研究前景进行了展望。     

Co对YBa_2Co_xCu_(3-x)O_(7-δ)膜催化甲烷部分氧化制合成气性能的影响

在YBa2Cu3O7-δ(YBCO,其中δ表示材料结构中的氧空位)中掺杂Co元素制备了YBa2CoxCu3-xO7-δ膜,在膜反应器中考察了Co含量对YBa2CoxCu3-xO7-δ膜催化甲烷部分氧化制合成气性能的影响;采用XRD技术表征了YBa2CoxCu3-xO7-δ的晶相结构,并利用Jade软件计算了晶格参数。XRD表征结果显示,在正交相的YBCO中掺杂Co元素,Cu位可被Co部分代替;随Co含量的增加,正交相逐渐转变为四方相。实验结果表明,掺入少量的Co可较大幅度提高YBa2CoxCu3-xO7-δ膜的催化性能,当x>0.1时甲烷转化率和CO选择性均比x<0.1时有所降低,YBa2CoxCu3-xO7-δ膜催化性能的下降应归因于四方相的形成。SEM和EDS表征结果显示,适当增加Co含量可提高YBa2CoxCu3-xO7-δ膜的稳定性,并对其原因进行了分析。     

氨基碳点/聚酰亚胺混合基质膜的制备及CO2分离性能研究

将水热合成法制备的氨基碳点与聚酰亚胺复合得到混合基质膜。通过SEM、FT-IR、XRD和DSC考查了氨基碳点掺杂质量分数对混合基质膜形貌和结构的影响。氨基碳点表面的氨基可以提供碱性环境,同时增加了膜内的自由体积,促进CO₂传递。当氨基碳点掺杂质量分数为0.3%时,混合基质膜的CO₂分离性能最佳,其CO₂、CH₄、N₂渗透通量分别为85.87 barrer、1.69 barrer、2.62 barrer,CO₂/CH₄、CO₂/N₂选择性分别为50.81和32.77。      

金属有机框架膜材料用于CO2分离过程的研究进展

金属有机框架材料(MOFs)具有孔隙率高、比表面积大、孔道可调节、结构多样等特点,将其添加到高分子膜中,可显著提升膜材料对CO₂的透过性和选择性。综述了近年来MOF膜材料用于CO₂分离过程的研究进展:①介绍了MOF膜材料的CO₂分离机理和合成工艺;②总结了几种主要的MOF膜材料在CO₂分离过程中的应用研究进展;③提出了MOF膜材料在CO₂分离领域的发展方向。      

NaY沸石膜的合成及用于渗透汽化分离苯-环己烷

采用热浸渍法引入晶种,通过二次生长在α-Al2O3陶瓷管的外表面上合成了NaY沸石膜。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对沸石膜进行了表征。表征结果显示,合成的膜为NaY沸石膜,膜表面平整、均匀,晶体处于挛生状态,膜厚为10~15μm。将NaY沸石膜用于渗透汽化分离苯-环己烷,考察了操作条件对分离效果的影响。实验结果表明,NaY沸石膜对苯具有良好的选择性,对于苯质量分数为50%的苯-环己烷物系,操作温度为70℃时,分离因子可达13,渗透通量为0.082kg/(m2.h)。     

渗透汽化分离醇-醚及醇-酯物系的研究进展

综述了分离醇-醚、醇-酯物系所使用的膜,主要包括纤维素类、壳聚糖类、聚乙烯醇类、芳香聚合物类膜和聚电解质-表面活性剂复合膜的渗透汽化性能。聚乙烯醇类膜的分离因子大而渗透通量小;聚电解质-表面活性剂复合膜的分离因子和渗透通量都基本复合工业应用的要求,但膜的稳定性较差。对比了交联、共混、小分子无机物填充和表面改性等多种膜制备和改性手段对膜的渗透汽化分离性能的影响,并分析了膜的物理化学结构特性与其渗透汽化分离性能的关系;半互穿网络结构可以增加聚合物膜的自由体积,而使渗透通量显著提高;小分子硅钨酸填充壳聚糖膜的分离因子和渗透通量均基本达到工业应用的要求。