膜科学与技术
膜科學與技術
막과학여기술
MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGY
2014年
6期
22-27
,共6页
丁元利%韦奇%刘相革%李群艳%聂祚仁
丁元利%韋奇%劉相革%李群豔%聶祚仁
정원리%위기%류상혁%리군염%섭조인
十七氟癸基%溶胶-凝胶法%疏水SiO2膜%氢气分离
十七氟癸基%溶膠-凝膠法%疏水SiO2膜%氫氣分離
십칠불계기%용효-응효법%소수SiO2막%경기분리
perfluorodecyl groups%sol-gel technique%hydrophobic silica membrane%hydrogen separation
通过溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)和十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)为前驱体,在酸性和洁净室条件下制备了十七氟癸基修饰的SiO2膜材料,分别通过动态光散射技术、接触角测量、红外光谱以及热重分析等测试手段对溶胶的粒径分布及膜材料的疏水性能进行了表征,并深入研究了十七氟癸基修饰后膜材料的氢气渗透和分离性能.结果表明,当摩尔比n(PFDTES)/n (TEOS)=0.2时,溶胶的粒径狭窄分布在3.9 nm.十七氟癸基已成功修饰到SiO2膜材料中,十七氟癸基的修饰使得膜材料从亲水性变为疏水性,在上述摩尔比例下,膜材料对水的接触角达到112.0°±0.6°.H2的单组分渗透率随温度的升高而增大,300℃时达到10.00×10-7mol/(m2·s· Pa),H2/CO2的单组分理想分离系数及双组分分离系数分别达到6.10和13.30,均高于其Knudsen扩散分离因子(4.69),H2在膜材料中的输运主要遵循活化扩散机理.
通過溶膠-凝膠法,以正硅痠乙酯(TEOS)和十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)為前驅體,在痠性和潔淨室條件下製備瞭十七氟癸基脩飾的SiO2膜材料,分彆通過動態光散射技術、接觸角測量、紅外光譜以及熱重分析等測試手段對溶膠的粒徑分佈及膜材料的疏水性能進行瞭錶徵,併深入研究瞭十七氟癸基脩飾後膜材料的氫氣滲透和分離性能.結果錶明,噹摩爾比n(PFDTES)/n (TEOS)=0.2時,溶膠的粒徑狹窄分佈在3.9 nm.十七氟癸基已成功脩飾到SiO2膜材料中,十七氟癸基的脩飾使得膜材料從親水性變為疏水性,在上述摩爾比例下,膜材料對水的接觸角達到112.0°±0.6°.H2的單組分滲透率隨溫度的升高而增大,300℃時達到10.00×10-7mol/(m2·s· Pa),H2/CO2的單組分理想分離繫數及雙組分分離繫數分彆達到6.10和13.30,均高于其Knudsen擴散分離因子(4.69),H2在膜材料中的輸運主要遵循活化擴散機理.
통과용효-응효법,이정규산을지(TEOS)화십칠불계기삼을양기규완(PFDTES)위전구체,재산성화길정실조건하제비료십칠불계기수식적SiO2막재료,분별통과동태광산사기술、접촉각측량、홍외광보이급열중분석등측시수단대용효적립경분포급막재료적소수성능진행료표정,병심입연구료십칠불계기수식후막재료적경기삼투화분리성능.결과표명,당마이비n(PFDTES)/n (TEOS)=0.2시,용효적립경협착분포재3.9 nm.십칠불계기이성공수식도SiO2막재료중,십칠불계기적수식사득막재료종친수성변위소수성,재상술마이비례하,막재료대수적접촉각체도112.0°±0.6°.H2적단조분삼투솔수온도적승고이증대,300℃시체도10.00×10-7mol/(m2·s· Pa),H2/CO2적단조분이상분리계수급쌍조분분리계수분별체도6.10화13.30,균고우기Knudsen확산분리인자(4.69),H2재막재료중적수운주요준순활화확산궤리.
