編號：CPJS03650
篇名：十三氟辛基修飾的疏水有機-無機雜化二氧化硅膜孔結(jié)構(gòu)、氫氣分離及水熱穩(wěn)定性
作者：劉相革； 韋奇； 丁元利； 聶祚仁； 李群艷；
關(guān)鍵詞：十三氟辛基； 有機-無機雜化SiO2膜； 孔結(jié)構(gòu)； 氫氣分離； 水熱穩(wěn)定性；
機構(gòu)： 北京工業(yè)大學材料科學與工程學院；
摘要： 采用1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)和十三氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)為前驅(qū)體,在酸性條件下通過溶膠-凝膠法制備了十三氟辛基修飾的有機-無機雜化SiO2膜材料。利用接觸角測量、紅外光譜、動態(tài)光散射和N2吸附等測試技術(shù)分別對膜材料的疏水性、溶膠粒徑和孔結(jié)構(gòu)進行表征,并深入研究有支撐膜材料的氫氣滲透、分離性能以及長期水熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明,十三氟辛基修飾后的膜材料由親水性變成了疏水性,當nPFOTES/nBTESE=0.6時膜材料對水的接觸角達到(110.4±0.4)°,膜材料還保持微孔結(jié)構(gòu),孔徑分布在0.5~0.8 nm。氫氣在修飾后的膜材料中的輸運遵循微孔擴散機理,在300℃時,氫氣的滲透率達到8.5×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/CO2,H2/CO和H2/SF6的理想分離系數(shù)分別為5.49,5.90和18.36,均高于相應(yīng)的Knudsen擴散分離因子。在250℃且水蒸氣物質(zhì)的量分數(shù)為5%水熱環(huán)境下陳化250 h,氫氣滲透率和H2/CO2的理想分離系數(shù)基本保持不變,膜材料具有良好的水熱穩(wěn)定性。
