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斜发沸石的水热合成和离子交换性能及其在CH4/N2分离中的应用

     

摘要

以氢氧化铝为铝源,硅溶胶为硅源,通过水热法合成斜发沸石,采用XRD、TEM、BET、FT-IR、TG、29Si NMR等手段考察了OH-/Si的摩尔比、晶化时间和晶化温度等合成参数对其结构和CH4/N2分离性能的影响.基于晶化动力学曲线,由阿伦尼乌斯方程导出诱导期和生长阶段的表观活化能值,分别为91.5和7.2 k J/mol.通过水溶液离子交换工艺分别获得Ca型或K型斜发沸石,并初步探讨了离子交换前后斜发沸石对CH4/N2的分离性能.结果表明,斜发沸石对CH4/N2的平衡选择性依赖于交换阳离子电荷类型,数量及其在骨架中的分布,其中K型斜发沸石分离效果较好,有望用于煤层气回收.%Clinoptilolite was synthesized via hydrothermal method using aluminum hydroxide as aluminum source and silica sol (Ludox) as silicon source.The influences of synthesized parameters (i.e.,molar ratio of n(OH-)(Si),crystallization time and crystallization temperature,etc.) on the structure of prepared clinoptilolite and its CH4/N2 separation performance were investigated by various characterization techniques,including XRD,TEM,BET,FT-IR,TG,29Si-NMR.Particularly,the kinetic behaviors of crystallization rate were evaluated,and the apparent activation energies for induction and growth period according to Arrhenius equation are 91.5 and 7.2 kJ/mol,respectively.Meanwhile,Ca2+ and K+ clinoptilolites were prepared through water solution ion exchange method.Moreover,the CH4/N2 separation performance was also evaluated for clinoptilolites with/without ion exchange.Experimental results suggest that equilibrium selectivity of CH4/N2 is strongly depended on the type of exchanged cationic charge,its quantity and distribution in the skeleton.K-clinoptilolite exhibited a good separation performance,and could be a promising absorbent for coal bed methane recovery.

著录项

  • 来源
    《石油学报(石油加工)》|2019年第2期|348-358|共11页
  • 作者单位

    北京工业大学环境与能源工程学院绿色催化与分离北京市重点实验室,北京100124;

    北京工业大学环境与能源工程学院绿色催化与分离北京市重点实验室,北京100124;

    北京工业大学环境与能源工程学院绿色催化与分离北京市重点实验室,北京100124;

    北京工业大学环境与能源工程学院绿色催化与分离北京市重点实验室,北京100124;

    北京工业大学环境与能源工程学院绿色催化与分离北京市重点实验室,北京100124;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 无机合成化学;
  • 关键词

    斜发沸石; 水热合成; 离子交换; CH4/N2分离;

  • 入库时间 2023-07-25 19:53:03

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