氮掺杂多孔碳及其对煤层气中CO2/CH4的分离性能研究
魏建平1
陆彤2
苏建宇3
杨娟4
1.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南 焦作454000;河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作454000;煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南 焦作4540002.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南 焦作454000;河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作4540003.中煤平朔集团有限公司,山西 平朔,0360064.河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作,454000
摘要：为寻求一种高效分离煤层气中CO2的方法,以提高瓦斯点火能力及利用率,通过碳化有机盐、氮掺杂方法制备一种对CO2/CH4具有高吸附性能、高分离性能的碳材料.通过扫描电镜、透射电镜表征可知,氮掺杂的碳材料具有发达的孔结构、沙漠玫瑰状的外观结构.氮气等温吸附测试表明,碳材料具有高比表面积(937～1373 m2·g-1)及丰富的微孔孔道结构(孔容0.43～0.62 m3·g-1)等特性.通过氮原子的掺杂可有效减小孔径,将材料中的CO2/CH4选择吸附性从2.74倍提高至5.26倍,CO2/CH4吸附分离系数从3.82提高至7.81.该法制备的碳材料在分离瓦斯中CO2、提高瓦斯点火能力和利用效率方面具有广阔的应用前景.
关键词：碳材料煤层气选择性吸附CO2/CH4分离性能
分类号：X936(安全工程)
资助基金：国家自然科学基金(51404100)国家自然科学基金(51574112)国家自然科学基金(51304072)教育部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT_16R22)河南省科技创新杰出青年项目(164100510013)
论文发表日期：2018-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 22-26 )
英文信息