(姜畔 杨芳 中青报·中青网记者 李润文) 为完成二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的高效别离,南京工业大学资料化学工程国家重点试验顾学红教授团队经过多年研讨在沸石分子筛膜范畴获得新进展,制备出了一种高功能天然气脱碳分子筛膜。日前,这一作用以“沸石分子筛骨架柔性调控完成超高选择性二氧化碳别离”论文方式刊发于世界尖端期刊《天然﹒通讯》。
在双碳战略布景下,开展清洁动力,完成二氧化碳(CO2)别离与捕集是工业进程减排的重要途径。
“天然气中含有的二氧化碳会下降燃料热值并腐蚀运送管道,因而天然气进入运送管网前需进行脱碳处理。”顾学红教授介绍说,天然气碳排放量远低于煤碳和石油,是相对洁净的化石动力,在未来的动力结构调整中天然气将发挥及其重要的作用,对其进行脱碳处理是一个要害的出产环节。
论文一起榜首作者、博士生杜鹏表明,当时商场上胺吸收法脱碳工艺虽很老练,可是该工艺一方面增加了能耗,另一方面丢失的有机胺也会污染天然环境。因而,一个用于天然气脱碳的好“筛子”很受商场重视,现在的聚合物膜“筛子”脱碳时甲烷丢失高,在高二氧化碳浓度下易产生塑化,影响脱碳作用。
“与聚合物膜‘筛子’比较,沸石分子‘筛子’能取长补短。”论文一起榜首作者王学瑞教授介绍说,沸石分子‘筛子’孔径均一、别离功能和稳定性高。
顾学红形象地介绍道,比如筛豆子时将大的留在上面,筛掉小的,沸石分子筛膜也制作了一张“特别”的筛网,筛分巨细不同的气体分子。沸石分子‘筛子’孔径为0.36 纳米,二氧化碳分子直径为0.33纳米,甲烷分子为0.38纳米,这样二氧化碳就被筛出来了。
“筛出的1172个二氧化碳分子仅混有1个甲烷分子,效能远高于聚合物膜‘筛子’。”王学瑞介绍,全硅型DD3R分子筛膜是抱负的天然气脱碳膜资料,但简单变形。鉴于此,课题组提出一种战略,即经过快速升温、瞬时热解(700 ℃),调控DD3R分子筛骨架柔性,再在中等温度(550 ℃)下接连煅烧脱除模板剂,做出高效“筛子”。
顾学红表明,未来,团队将侧重重视二氧化碳,氢气和稀有气体等气体别离范畴。团队长时间致力于分子筛膜的研讨,所开发的透水分子筛膜在有机溶剂与水的别离已完成规划化工业使用,触及乙醇、异丙醇、四氢呋喃等10余种溶剂,建成工业设备已有300多套。