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一种新的颗粒炭材料的制备及其高效分离甲烷氮气性能

Preparation of new granular carbon material and its efficient separation of methane and nitrogen

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主要围绕从低品位煤层气中回收分离低浓度的CH4这一重要需求,探索以生物质为碳源研制具有优良CH4/N2分离性能的颗粒炭吸附剂.选择大米碎粒作为碳源,通过碳化制备颗粒状炭前体,然后应用CO2进行活化,制备出大米基颗粒炭材料(GRCM),研究其吸附分离CH4/N2的性能.所制得的颗粒炭材料具有较窄微孔分布,其中样品GRCM-900的BET比表面积为938.529 m2/g.FT-IR分析结果显示大米基颗粒炭表面含有羟基及羰基等含氧官能团.其CH4吸附容量和CH4/N2吸附选择性分别高达1.32 mmol/g和5.68(在298 K和100 kPa条件下),优于大多数已报道的粉末状炭材料和MOF材料.分子模拟揭示了甲烷和氮气在GRCM炭材料狭缝孔道中的吸附构型和差异.固定床实验证实,应用GRCM炭材料可以在常温条件下有效地分离CH4/N2混合物,所制得的颗粒GRCM在从低品位煤层气中回收CH4方面有很好的应用前景.

戴琼斌、刘宏斌、夏启斌、周欣、李忠

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华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640

多孔颗粒炭 煤层气 吸附等温线 选择性 甲烷 氮气

21978099

2021

10.11949/0438-1157.20210012

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2021.72(8)
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