异丁基修饰的微孔二氧化硅膜制备及氢气分离性能

发布时间：2017-08-12 16:12

  本文关键词：异丁基修饰的微孔二氧化硅膜制备及氢气分离性能

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【摘要】：以正硅酸乙酯(TEOS)和异丁基三乙氧基硅烷(iTES)为前体,通过溶胶-凝胶法在酸性条件下制备异丁基修饰的二氧化硅溶胶,并采用浸渍提拉法在γ-Al_2O_3/α-Al_2O_3支撑体上制备异丁基修饰的微孔二氧化硅膜材料.分别通过动态光散射技术、接触角测量、红外光谱、核磁共振以及N_2吸附等测试手段对溶胶的粒径分布、膜材料的疏水性能以及孔结构进行表征,并深入研究异丁基修饰膜材料的氢气渗透和分离性能.结果表明,当摩尔比n(iTES)/n(TEOS)=0.6时,溶胶的平均粒径约为5.1nm,膜材料的孔径狭窄分布在0.45~0.8nm,其对水的接触角达到(114.0±0.5)°.H2在膜材料中的渗透率随测试温度的升高而增大,300℃时达到9.07×10~(-7) mol/(m~2·s·Pa),H_2/CO_2和H_2/CO的理想分离系数分别为6.79和15.37,双组份混合气体分离系数分别为7.09和15.72,均高于对应的Knudsen扩散分离因子,H2在膜材料中的输运主要遵循活化扩散机理.在250℃水蒸气物质的量摩尔分数为5%的环境中陈化200h后,异丁基修饰的SiO_2膜具有良好的水热稳定性.
【作者单位】： 北京工业大学材料科学与工程学院;
【关键词】： 异丁基 有机-无机杂化微孔二氧化硅膜 孔结构 氢气分离
【基金】：国家自然科学基金(21171014) 北京市教委科技计划重点项目(KZ201410005006)
【分类号】：TQ127.2;TQ051.893
【正文快照】： 微孔二氧化硅膜材料具有良好的热稳定性、耐腐蚀性、高孔隙率以及在分子水平上的孔径可调等优点,因而在气体分离领域具有广阔的应用前景[1-5].但是纯二氧化硅膜的孔表面富含亲水羟基基团,极易吸附空气中的水分,致使二氧化硅材料继续发生缩合反应从而导致微孔结构的破坏,造成气

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本文编号：662467