二维材料/离子液体复合膜CO 2 分离性能的分子模拟研究

发布时间：2024-03-20 20:02

　　随着全球工业的快速发展,二氧化碳的等温室气体的大量排放造成了全球变暖等气候问题,二氧化碳的捕集和封存(CCS)被认为是降低大气中二氧化碳含量的有效手段,也是研究的热点之一。二氧化碳的分离是实现CCS的第一步,目前工业中有许多分离二氧化碳的方法,其中膜分离法由于操作简单、能耗低等优点是工业中最有应用前景的分离方法。而膜分离法中最为重要的是分离膜,分离膜的性能决定了二氧化碳的分离性能。随着研究的不断深入,许多新型二氧化碳分离膜材料被不断地被开发出来。借助分子动力学模拟的研究方法,本文对近期合成的一种二维材料离子液体支撑膜(2D-SILM)的二氧化碳分离性能进行了研究,解释了其CO₂分离的微观机制,并且研究了离子液体的浓度和外加电场对其气体分离性能的影响,具体研究内容如下:首先,对2D-SILM膜的CO₂分离性能进行研究,并考察离子液体浓度对气体分离性能的影响。在模拟中,我们详细研究了层间离子液体的密度分布、自由体积等结构参数以及气体分子与复合膜间的相互作用。研究表明,在2D-SILM中离子液体起到了分离二氧化碳的作用,离子液体与CO_2<...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景
        1.1.1 CO₂的排放与全球变暖
        1.1.2 CO₂的捕集和工业应用
        1.1.3 CO₂分离技术概述
    1.2 研究依据和研究意义
    1.3 研究内容及技术路线
第二章 二维材料及离子液体分离CO₂的研究现状
    2.1 二维材料在CO₂分离中的应用
    2.2 离子液体在CO₂分离中的应用
        2.2.1 离子液体的性质及其CO₂分离性能研究
        2.2.2 离子液体支撑液膜在CO₂分离中的应用
第三章 WS₂-SILM分离CO₂的分子模拟研究
    3.1 引言
    3.2 模型方法
        3.2.1 模型构建
        3.2.2 模拟细节
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 离子液体浓度对CO₂分离性能的影响
        3.3.2 复合膜高效CO₂分离的物理本质
    3.4 本章小结
第四章 外加电场对复合膜CO₂分离性能的影响
    4.1 引言
    4.2 MoS₂-SILM在不同电场下的CO₂渗透率研究
        4.2.1 模型构建
        4.2.2 模拟细节
        4.2.3 结果与讨论
    4.3 GO-SILM在不同电场下的CO₂渗透率研究
        4.3.1 模型构建
        4.3.2 模拟细节
        4.3.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3933229