| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第15-36页 |
| 1.1 CO_2分离的意义 | 第15-18页 |
| 1.2 CO_2的分离技术 | 第18-21页 |
| 1.2.1 燃烧后脱碳 | 第18页 |
| 1.2.2 燃烧前脱碳 | 第18-19页 |
| 1.2.3 富氧燃烧技术 | 第19页 |
| 1.2.4 CO_2的具体分离方法 | 第19-21页 |
| 1.3 膜分离CO_2研究现状 | 第21-25页 |
| 1.3.1 高分子膜研究现状 | 第21-23页 |
| 1.3.2 无机膜的研究现状 | 第23-25页 |
| 1.4 陶瓷碳酸盐双相膜 | 第25-32页 |
| 1.4.1 陶瓷碳酸盐双相膜的研究现状 | 第25-26页 |
| 1.4.2 固体氧化物材料 | 第26-31页 |
| 1.4.3 双相膜分离机理示意 | 第31-32页 |
| 1.5 CO_2的高温转化 | 第32-34页 |
| 1.6 研究内容 | 第34-36页 |
| 第二章 YSZ-碳酸盐双相中空纤维膜的制备与性能 | 第36-58页 |
| 2.1 前言 | 第36-37页 |
| 2.2 实验部分 | 第37-42页 |
| 2.2.1 实验材料 | 第37-38页 |
| 2.2.2 YSZ中空纤维膜的制备 | 第38-40页 |
| 2.2.3 熔盐体系 | 第40-41页 |
| 2.2.4 熔盐-YSZ双相膜的制备 | 第41-42页 |
| 2.3 性能测试 | 第42-46页 |
| 2.3.1 膜的微观形貌和相组成测定 | 第42页 |
| 2.3.2 机械强度测试 | 第42-43页 |
| 2.3.3 孔隙率测定 | 第43页 |
| 2.3.4 陶瓷-熔盐双相膜的气密性检测 | 第43-44页 |
| 2.3.5 高温CO_2渗透量测试 | 第44-45页 |
| 2.3.6 高温CO_2透过量计算 | 第45-46页 |
| 2.4 结果与讨论 | 第46-57页 |
| 2.4.1 芯液组成对中空纤维膜结构与性能的影响 | 第46-48页 |
| 2.4.2 粉体和中空纤维膜晶相 | 第48-49页 |
| 2.4.3 YSZ中空纤维膜的相貌 | 第49页 |
| 2.4.4 浸渍后的YSZ双相膜的形貌 | 第49-51页 |
| 2.4.5 熔融碳酸盐体系对结构和性能的影响 | 第51-52页 |
| 2.4.6 温度对CO_2渗透量的影响 | 第52-53页 |
| 2.4.7 吹扫气流速对CO_2透过量的影响 | 第53-54页 |
| 2.4.8 YSZ-熔盐双相膜的高温稳定性 | 第54-57页 |
| 2.5 小结 | 第57-58页 |
| 第三章 LSCF-熔盐片状双相膜的制备及性能研究 | 第58-76页 |
| 3.1 前言 | 第58页 |
| 3.2 实验材料 | 第58-59页 |
| 3.3 实验部分 | 第59-61页 |
| 3.3.1 粉体的制备 | 第59-60页 |
| 3.3.2 片状陶瓷膜的制备 | 第60页 |
| 3.3.3 LSCF-熔盐双相膜的制备 | 第60-61页 |
| 3.4 结构和性能测试 | 第61-63页 |
| 3.4.1 膜材料的微观形貌 | 第61页 |
| 3.4.2 LSCF-熔盐片状双相膜CO_2高温分离性能测定 | 第61-62页 |
| 3.4.3 高温CO_2透过量计算 | 第62-63页 |
| 3.5 结果与讨论 | 第63-75页 |
| 3.5.1 LSCF粉体的形貌及粒径分布 | 第63-64页 |
| 3.5.2 粉体和陶瓷膜的晶相结构 | 第64-65页 |
| 3.5.3 浸渍前的片状膜的形貌 | 第65-66页 |
| 3.5.4 浸渍后的片状膜的SEM | 第66-67页 |
| 3.5.5 浸渍方法对CO_2高温渗透量的影响 | 第67-69页 |
| 3.5.6 膜厚度对CO_2透量的影响 | 第69-71页 |
| 3.5.7 气体流速对CO_2渗透量的影响 | 第71-72页 |
| 3.5.8 模拟烟气的高温分离 | 第72-73页 |
| 3.5.9 混合导体膜分离机理 | 第73-75页 |
| 3.6 小结 | 第75-76页 |
| 第四章 LSCF双相中空纤维膜高温分离CO_2的研究 | 第76-90页 |
| 4.1 实验部分 | 第76页 |
| 4.2 结果与讨论 | 第76-88页 |
| 4.2.1 LSCF双相膜物理结构 | 第76-78页 |
| 4.2.2 浸渍后的LSCF双相膜的形貌 | 第78-79页 |
| 4.2.3 分离条件对CO_2渗透量的影响 | 第79-81页 |
| 4.2.4 温度循环对膜渗透性能的影响 | 第81-82页 |
| 4.2.5 气体流向和流程对膜渗透性能的影响 | 第82-84页 |
| 4.2.6 LSCF-熔盐双相膜的稳定性 | 第84-87页 |
| 4.2.7 陶瓷-熔盐双相膜分离性能对比 | 第87-88页 |
| 4.3 小结 | 第88-90页 |
| 第五章 CO_2渗透过程建模及机理分析 | 第90-115页 |
| 5.1 CO_2在陶瓷-熔融碳酸盐双相膜中渗透过程分析 | 第90-92页 |
| 5.1.1 CO_2在陶瓷-熔融碳酸盐双相膜中渗透过程 | 第90-91页 |
| 5.1.2 CO_2和O_2在熔融碳酸盐双相膜中渗透过程 | 第91-92页 |
| 5.2 CO_2在熔融碳酸盐双相膜中渗透过程物理模型 | 第92-93页 |
| 5.3 CO_2在熔融碳酸盐双相膜中渗透过程数学模型 | 第93-98页 |
| 5.3.1 控制方程 | 第93页 |
| 5.3.2 边界条件 | 第93-95页 |
| 5.3.3 主要物性参数的确定 | 第95-96页 |
| 5.3.4 扩散系数的确定 | 第96-98页 |
| 5.4 界面化学反应平衡常数的确定 | 第98-101页 |
| 5.4.1 界面上的反应和预平衡 | 第98页 |
| 5.4.2 反应平衡的热力学分析 | 第98-99页 |
| 5.4.3 反应平衡常数回归 | 第99-101页 |
| 5.5 CO_2在熔融碳酸盐双相膜中渗透过程机理分析 | 第101-107页 |
| 5.5.1 带电离子的分布 | 第101-103页 |
| 5.5.2 碳酸根的渗透通量 | 第103-104页 |
| 5.5.3 反应速率的变化 | 第104-105页 |
| 5.5.4 浓度梯度的分布 | 第105-106页 |
| 5.5.5 自发电势的变化 | 第106-107页 |
| 5.6 温度的影响 | 第107-110页 |
| 5.6.1 温度对平衡常数的影响 | 第107-108页 |
| 5.6.2 温度对扩散系数的影响 | 第108页 |
| 5.6.3 温度对透过通量的影响 | 第108-109页 |
| 5.6.4 温度对自发电势的影响 | 第109-110页 |
| 5.7 CO_2分压的影响 | 第110-112页 |
| 5.7.1 CO_2分压对扩散通量的影响 | 第110-111页 |
| 5.7.2 CO_2分压对自发电势的影响 | 第111-112页 |
| 5.8 LSCF/碳酸盐双相膜和YSZ/碳酸盐双相膜的区别 | 第112-114页 |
| 5.9 小结 | 第114-115页 |
| 第六章 CO_2高温转化用中空纤维膜的制备及研究 | 第115-136页 |
| 6.1 概述 | 第115页 |
| 6.2 实验部分 | 第115-121页 |
| 6.2.1 实验药品 | 第116页 |
| 6.2.2 陶瓷粉体以及致密陶瓷膜的制备 | 第116-117页 |
| 6.2.3 二氧化碳转化反应器的制备 | 第117-118页 |
| 6.2.4 材料表征与性能测试 | 第118-120页 |
| 6.2.5 二氧化碳转化性能测试 | 第120-121页 |
| 6.3 结果与的讨论 | 第121-134页 |
| 6.3.1 粉体的物相组成 | 第121-122页 |
| 6.3.2 SCY、CeO_2及SrTiO3的热兼容性能 | 第122-123页 |
| 6.3.3 中空纤维致密陶瓷膜的原始形貌和相结构 | 第123-125页 |
| 6.3.4 温度对陶瓷体的电导率的影响 | 第125页 |
| 6.3.5 SCY-Ti膜反应器的氢分离性能 | 第125-126页 |
| 6.3.6 膜的自催化性能 | 第126-127页 |
| 6.3.7 具有氢分离功能的陶瓷膜反应器中CO_2的转化 | 第127-130页 |
| 6.3.8 膜反应器CO_2反应机理 | 第130-131页 |
| 6.3.9 膜材料对CO_2的吸脱附性能 | 第131-132页 |
| 6.3.10 膜材料的热重分析 | 第132-133页 |
| 6.3.11 中空纤维膜在逆水煤气反应环境中的稳定性 | 第133-134页 |
| 6.4 小结 | 第134-136页 |
| 第七章 结论 | 第136-138页 |
| 7.1 结论 | 第136-137页 |
| 7.2 创新点 | 第137-138页 |
| 参考文献 | 第138-158页 |
| 攻读博士学位期间公开发表的论文 | 第158-159页 |
| 致谢 | 第159页 |
