NaX微球用于烷烃的分离研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1、选题的依据及其意义

nax沸石是一种具有独特孔道结构和笼结构的无机材料，因其良好的离子交换、较大的吸附容量、耐酸、耐热等性能在石油、化工行业中广泛使用，在气体吸附和分离等领域很重要。从ch₄或者n₂中分离co₂对于环境保护和能源保护是相当重要的。因此，陆续开发了吸附、吸收、膜分离和低温处理等技术。 其中吸附过程由于相对低的运作和成本以及吸附物的多选择性而受到关注。多微孔沸石材料就是上述吸附物种最主要的种类之一，具有大的孔体积、相互连接的孔道结构适当的离子交换性能。虽然有其它的气孔材料，例如活性炭、有序的介孔sio₂和c材料、金属有机骨架材料等等，都表现出很高的co₂吸附能力。但是作为众所周知的商业产品沸石，由于具有高的的co₂吸附性能和相对低的价格。其中，nax沸石表现出相当优越的吸附和分离性能。而且，nax沸石的合成不需要有机原料，这使它在成本方面更加具有竞争力。

沸石成为大规模的商业产品已有多年，产品呈粉末状。在实际应用中，通常在沸石粉末中加入无极性粘合剂，粉末会聚成块状，例如呈球体或芯块。总所周知的是，粘合性的添加物可能会导致活性物种组分数的降低。因而一些用于制备物理性质稳定的无粘性块状沸石硅质岩-1、zsm-5、和β的技术得到了发展，这些技术包括介孔sio₂球体的变换、预成型挤压的无机粘合剂技术、模板法、和预成型密集凝胶的气相传输合成技术。近来，研发的一种壳聚糖辅助技术用来制备无粘合剂a型沸石微球。a型沸石微球表现出适中的抗压碎强度、相当大的表面积、强的静态水吸收能力和不吸附h₂而对ch₄有优越的吸附能力。这种技术可以简单描述为在铝酸钠溶液中sio₂/壳聚糖复合物微球的浸渍-成胶-水热合成，接下来通过煅烧除去壳聚糖。本文中，我们阐述了通过简单修改无粘合性a型沸石微球工艺参数的方法来合成无粘结剂nax 沸石微球。合成的无粘合性nax沸石微球表现出适当的机械强度、大的表面积、和高的co₂吸附能力。在常压和提高压力至1000kpa下，测试了co₄、ch₄、n₂在其上的吸附性能。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

控制CO2的排放、去除空气中的 CO2 以及从天然气中分离 CO2 在环保和能源领域具有重大意义。为了实现这一目的，研究者们陆续开发了吸附、吸收、膜分离和低温等技术。其中吸附过程由于成本最低而受到关注，在这一过程中最为重要的步骤是开发一种环境友好、性能稳定、经济适用的吸附分离材料以满足 CO2 气体的分离需要。多微孔沸石材料就是上述吸附物种最主要的种类之一，具有大的孔体积、相互连接的孔道结构适当的离子交换性能。虽然有其它的气孔材料，例如活性炭、有序的介孔SiO₂和C材料、金属有机骨架材料等等，都表现出很高的CO₂吸附能力。但是作为众所周知的商业产品沸石，由于具有高的的CO₂吸附性能和相对低的价格。其中，NaX沸石表现出相当优越的吸附和分离性能。而且，NaX沸石的合成不需要有机原料，这使它在成本方面更加具有竞争力。

合成方法是在铝酸钠溶液中，通过对来自SiO₂壳聚糖混合溶液中形成的SiO₂/壳聚糖复合物微球进行水热合成，然后通过煅烧除去壳聚糖。测其粒径、抗压碎强度和比表面积。在温度为298K，常压和压力增至1000kp下，测试关于无粘结剂NaX 微球对CO₂，CH₄，和N₂吸附性。做CaX 微球对 CO₂/CH₄ 和 CO₂/N₂ 混合气的穿透实验。将无粘结剂NaX 微球与现报道的NaX 沸石粉末、无粘结剂CaX和 KX沸石微球的CO₂吸附性能进行比较。 测算CaX 微球对 CO₂/CH₄ 和 CO₂/N₂ 混合气的分离因子。