烧成氛围对Pd-BTESE膜的微观结构及气体分离性能的影响开题报告

2020-05-21 10:05

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

1.1引言

近年来，氢作为一种高效和清洁的能源广受人们关注^[1]。未来的氢能源是最好的选择，利用氢和氧化学反应，它所产生的只是电、热和水蒸气，惟一的副产品就是水，真正达到排放零污染。氢的来源广泛，理想的氢产品可以由可再生能源获得（如：风能、生物能、核能、太阳能）。在过去的几十年，氢可以通过多种方法制得(甲烷分解、汽油分解、煤化工、水电解)，其中石油是最经济的方法。在现代石油化学和炼油工业的一些大型工艺过程中，氢气是重要产物，同时氢气也是重要原料（合成氨、合成甲醇、加氢精制、加氢裂化）。多年来，在石化工业中，氢气一直供不应求，随着原料油的加重和对辛烷值要求的提高，氢气的供需矛盾将会更加突出，氢气回收方法的不合理导致了氢能源的极大浪费。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

课题解决的问题：

将对H₂具有优异渗透性的金属Pd引入到有机无机杂化SiO₂网络结构中，为H₂在膜分离层内的传输提供一个具有选择性的渗透通道，有效提高膜的H₂渗透率。本文拟以烧成氛围为单一变量，探究Pd-SiO₂膜的微观结构和渗透性能的变化。

研究手段：

1) 采用溶胶-凝胶法，制备出有机无机杂化SiO₂溶胶；

2) 通过一定方法进行金属Pd的掺杂，得到金属Pd掺杂的有机无机杂化SiO₂溶胶；

3) 分别在H₂、N₂、H₂ /N₂、水蒸气和空气的烧成氛围下制备出金属Pd掺杂的有机无机杂化SiO₂粉体及膜。

4) 选择较优异的烧成氛围，分别在300℃、400℃、500℃的烧成温度下制备出金属Pd掺杂的有机无机杂化SiO₂粉体及膜。

5) 对制得的粉体及担载膜的性能进行表征，并采用片状陶瓷膜气体渗透装置，在200℃，0.3MPa的测试条件下，测试膜对动力学直径不同的气体（He，H₂，CO₂，N₂，CH₄和SF₆）的渗透性能。

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