三氟丙基修饰的二氧化硅膜制备、氢气分离及其水热稳定性能

以三氟丙基三甲氧基硅烷（TFPTMS）和正硅酸乙酯（TEOS）作为前驱体，通过溶胶一凝胶法制备三氟丙基修饰的SiO2膜材料．研究了三氟丙基修饰对膜材料孔结构和疏水性的作用、疏水膜材料的氢气渗透和分离性能以及水热稳定性能。结果表明三氟丙基修饰后的膜材料仍保持良好的微孔结构．孔径狭窄分布在0．45-0．7nm之间。修饰后膜材料疏水性明显提高，当nTFPTMS/nFEOS=时。对水的接触角达到（102．7°±0．1°）。H：在修饰后膜材料的输运遵循微孔扩散机理，在300℃时，H2的单组份渗透率达到4．77x10-7mol·m-2·s-1·Pa-1，H2/CO2的理想分离系数以及双组份分离系数分别达到6．99和6．93，均高于其Knudsen扩散分离因子。在200℃水蒸气物质的量含量为5％的环境中陈化220h后．H2的单组份渗透率仅在前3h有轻微下降，然后基本保持不变．说明三氟丙基修饰的SiO，膜具有良好的水热稳定性。

骨架修饰有机-无机杂化二氧化硅膜的研究进展

综述了骨架修饰的有机-无机杂化二氧化硅膜的制备及其在气体分离和渗透汽化方面的应用。在-Si-O-Si-骨架结构中引入有机基团形成有机-无机杂化的二氧化硅膜,提高了膜材料的孔径可调控性和水热稳定性。分析了采用不同有机基团修饰对膜材料性能的影响,综述了近年来这类膜材料在气体分离和渗透汽化方面的应用。

三氟丙基修饰的有机-无机杂化二氧化硅膜制备、氢气分离及水热稳定性能

以三氟丙基三甲氧基硅烷(TFPTMS)和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为前驱体,通过溶胶-凝胶法在酸性条件下制备三氟丙基修饰的有机-无机杂化SiO2膜材料,并深入研究三氟丙基修饰对溶胶粒径和疏水性能的影响以及膜材料的氢气渗透分离性能和长期水热稳定性.结果表明三氟丙基已成功修饰到有机-无机杂化SiO2膜材料中,且随着TFPTMS修饰量的增加,溶胶粒径有减小趋势,膜材料的疏水性能逐渐提高.当n(TFPTMS)/n(BTESE)=0.6时,溶胶平均粒径为2.11 nm,膜材料对水的接触角达到111.6°±0.7°.H2在修饰后膜材料中的输运主要遵循微孔扩散机理,300℃时H2的渗透率为8.86×10-7mol m-2 s-1 Pa-1,H2/CO2的理想分离系数达到5.4,且当进气摩尔比例为1∶1时H2/CO2的双组分气体分离系数达到了4.82,均高于Knudsen扩散分离因子(H2/CO2=4.69),膜材料呈现出良好的分子筛分性能.膜材料在250℃及水蒸气摩尔含量为5%的水热环境中能稳定工作300 h以上.