新型碳材料用于煤层气变压吸附分离技术的研究进展

摘要

将煤层气中的CH_(4)排放至空气则易造成能源浪费以及温室效应,因此开发具有高CH_(4)吸收容量和高选择性的新型多孔碳材料并用于煤层气变压吸附分离技术至关重要。分别阐述活性炭、碳分子筛、碳纳米材料等碳材料在分离、富集CH_(4)领域的应用现状并对其未来发展进行展望,以期为相关研究提供参考。汇总相关资料分析可知:经KCl改性的商用活性炭对CH_(4)/O_(2)的分离系数达7.9,即商用活性炭具有一定的发展前景;经过硝酸/尿素改性的混合煤活性炭有望成为有效分离、富集煤层气中CH_(4)的碳材料;选择合适的生物质前驱体、改性剂,获得具有较高CH_(4)吸附容量和高选择性的新型多孔碳材料以用于煤层气中CH_(4)的富集和分离,同时实现节能减排;为提高对CH_(4)的吸附容量,可通过调整低温等离子体处理参数提高氮磷掺杂的碳分子筛对CH_(4)/N_(2)的分离系数,选择合适的改性剂和改性条件对碳纳米管等碳材料进行改性;金属负载的碳材料催化剂将成为CH_(4)催化转化方面具有巨大前景的备选材料。