天然气吸附材料研制及水合物技术进展

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1、{i2O}5现代化工第3卷第j期·3O·i{《m《制C；2jljust：t‘～年_{闷天然气吸附材料研制及水合物技术进展翟玲玲，张永发，张静，李国强(太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室，山西太原030024)摘要：分析讨论了炭质吸附剂、金属有机骨架材料、沸石的研制现状和存在问题，详细介绍了天然气水合物存储新技术，提出将多孔材料与水合物技术相结合是提高存储密度的新思路。关键词：天然气；活性炭；金属有机骨架；沸石；天然气水合物中图分类号：TQ424文献标志码：A文章编号：0253—4320(2015)03—0030—04Pr

2、ogressofnaturalgasabsorbingmaterialsandhydratetechnologyZHAILing—ling，ZHANGYong-fa，ZHANGJ唔。LIGuo—qiang(KeyLaboratoryofCoalScienceandTechnology，MinistryofEducationandShanxiProvince，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Thecurrentsituationsandexisting

3、problemsofcarbon。basedadsorbents，metalorganicframeworksandzeolitesaresummarizedonthebasisofreferences．Atthesametime．thenaturalgashydratetechnologyisintroduced．Anewmethodtoincreasethestoragedensityisalsoproposedbycombiningporousmaterialswithnaturalgashydrate．Keywords：nat

4、uralgas；activatedcarbon；metalorganicframeworks；zeolites；naturalgashydrate提高天然气的存储密度是大范围利用天然气的调多孔碳在原子层面有精确的调孔潜力，可得到孔关键，随着研究的深入，吸附天然气(adsorbednatu—径分布范围窄且均一的碳化物衍生炭。Policicchioralgas，ANG)技术日趋成熟，成为未来天然气存储等采用CO物理活化法对纤维素微晶颗粒进行技术的发展方向。吸附剂的性能对ANG系统的效活化，该方法无需添加黏结剂，直接挤压成型，在率有至关重要

5、的作用，自20世纪50年代起，众多学298K、3．5MPa下甲烷最大吸附量为150v／v，经l0者对活性炭、碳纳米管、炭黑、金属有机骨架材料次以上循环充放气仍有很高吸附稳定性，目前的车(metal-organicframeworks，MOFs)、天然沸石、分子用存储材料吸收和解析速率低，质量大，不可多次重筛、活性氧化铝和硅胶等多种吸附剂进行了研究。复使用，该种活性炭很好地克服了以上缺点，不足之本文中总结了炭质吸附剂、金属有机骨架和沸石的处是，生产周期耗时较长，且文献中未给出该种无黏国内外研制现状，指出了制约各吸附剂发展的主要结剂活性炭

6、的相关机械强度，对于其是否可用于工问题，并对水合物技术进行了详细的介绍。业化还有待考察。国内许多专家学者也积极致力于ANG存储技1甲烷吸附材料的研制及特性术的推广应用，取得了大量的研究成果。Liu等1．1炭质吸附材料制得BET比表面积为3456m／g的超级活性炭，理国外用于天然气存储用活性炭的制备技术已经想体积容量达到290v／v，微孔中58．6％的孔径分相当成熟，20世纪80年代初，美国Amoco公司使用布在理想范围内，调整孔径后甲烷存储量有望进一KOH活化法制备出比表面积3000m／g以上的超步提升。Guan等以氨化的Y型沸石为模

7、板，聚级活性炭PX一21并成功用于商业化。活性炭与碳糠醇为碳前驱体，采用模板法在1050~C下制备出活分子筛相比孔径分布范围更宽，对于甲烷这类的小性炭粉末，采用无黏结剂热压成型法将粉末压制成分子存储，孔径均一的微孔活性炭吸附效果更好，型后，堆密度达到0．98g／cm，机械强度良好，Yeon等⋯以碳化钛为原料制得的碳化物衍生炭比3．5MPa、25℃下甲烷吸附量为127v／v。此外，研究表面积超过3000m／g，孔容超过1．3cm／g，甲烷还发现热压成型可有效降低活性炭的中孔率，同时的体积存储量达到145v／v，经x射线衍射发现孔径改变石

8、墨碳的微观结构和形态。Ning等同样采分布在0．5～1．0am，这表明经氯化炭化的纳米可用无黏结剂压制法，制得的纳米网状石墨烯的堆密收稿日期：2014—09—01基金项目：国家“973”计划项目(2012CB723105