用于高效去除天然气中 CO2 的开窗碳纳米管
材料科学
2012-12-10 v1 化学物理
摘要
我们通过分子动力学模拟证明，开窗碳纳米管能够高效地从 CO2/CH4 混合物中分离 CO2，其作用类似于用于气体分离的聚合物中空纤维。我们研究了 CO2 含量分别为 30%、50% 和 80% 的三种 CO2/CH4 混合物在 80 至 180 bar 施加压力下的表现。在所有模拟条件下，仅观察到 CO2 渗透；在可及的时间尺度内，CH4 被纳米管壁上的氮功能化窗口或孔隙完全截留，同时保持了沿管轴的快速扩散速率。估算的随时间变化的 CO2 渗透率范围为 107 至 105 GPU（气体渗透单位），而典型聚合物膜约为 100 GPU。根据渗透自由能势垒的差异，估算的 CO2/CH4 选择性约为 108。这项工作表明，开窗碳纳米管可作为一种高效介质，配置成类似中空纤维的模块，用于从天然气中去除 CO2。
引用
@article{arxiv.1212.1612,
title = {Windowed Carbon Nanotubes for Efficient CO2 Removal from Natural Gas},
author = {Hongjun Liu and Valentino R. Cooper and Sheng Dai and De-en Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.1612},
year = {2012}
}
备注
18 pages, 7 figures