本文關(guān)鍵詞：異丁基修飾的微孔二氧化硅膜制備及氫氣分離性能

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【摘要】：以正硅酸乙酯(TEOS)和異丁基三乙氧基硅烷(iTES)為前體,通過溶膠-凝膠法在酸性條件下制備異丁基修飾的二氧化硅溶膠,并采用浸漬提拉法在γ-Al_2O_3/α-Al_2O_3支撐體上制備異丁基修飾的微孔二氧化硅膜材料.分別通過動態(tài)光散射技術(shù)、接觸角測量、紅外光譜、核磁共振以及N_2吸附等測試手段對溶膠的粒徑分布、膜材料的疏水性能以及孔結(jié)構(gòu)進行表征,并深入研究異丁基修飾膜材料的氫氣滲透和分離性能.結(jié)果表明,當(dāng)摩爾比n(iTES)/n(TEOS)=0.6時,溶膠的平均粒徑約為5.1nm,膜材料的孔徑狹窄分布在0.45~0.8nm,其對水的接觸角達到(114.0±0.5)°.H2在膜材料中的滲透率隨測試溫度的升高而增大,300℃時達到9.07×10~(-7) mol/(m~2·s·Pa),H_2/CO_2和H_2/CO的理想分離系數(shù)分別為6.79和15.37,雙組份混合氣體分離系數(shù)分別為7.09和15.72,均高于對應(yīng)的Knudsen擴散分離因子,H2在膜材料中的輸運主要遵循活化擴散機理.在250℃水蒸氣物質(zhì)的量摩爾分?jǐn)?shù)為5%的環(huán)境中陳化200h后,異丁基修飾的SiO_2膜具有良好的水熱穩(wěn)定性.
【作者單位】： 北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 異丁基 有機-無機雜化微孔二氧化硅膜 孔結(jié)構(gòu) 氫氣分離
【基金】：國家自然科學(xué)基金(21171014) 北京市教委科技計劃重點項目(KZ201410005006)
【分類號】：TQ127.2;TQ051.893
【正文快照】： 微孔二氧化硅膜材料具有良好的熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、高孔隙率以及在分子水平上的孔徑可調(diào)等優(yōu)點,因而在氣體分離領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[1-5].但是純二氧化硅膜的孔表面富含親水羥基基團,極易吸附空氣中的水分,致使二氧化硅材料繼續(xù)發(fā)生縮合反應(yīng)從而導(dǎo)致微孔結(jié)構(gòu)的破壞,造成氣

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本文編號：662467