支撑有序孔炭膜的制备及气体分离性能

以间苯二酚和甲醛为前体预聚体、F127为表面活性剂,平板状炭板为支撑体,经成膜、原位聚合、干燥和炭化等步骤得到支撑有序孔炭膜。通过热重分析了前驱体在热解过程中的热稳定性;采用XRD和TEM手段测定了炭膜的微观结构和形貌。考察了浸滞法和滴加法成膜方式对最终炭膜气体分离性能的影响。结果显示,所制备的支撑有序孔炭膜表层致密光滑,气体分离性能均远高于努森扩散,当采用浸滞10 s成膜方式、炭化温度为600℃时,得到炭膜对H_2/N_2、CO_2/N_2和O_2/N_2的选择性分别达46.4、4.7和3.3。

制备条件对Ge掺杂二氧化硅膜溶胶粒径和氢气渗透与分离性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)和乙氧基锗(Ge(OC2H5)4)为前驱体通过溶胶-凝胶法制备Ge掺杂的二氧化硅溶胶,采用浸渍提拉法在γ-Al2O3/α-Al2O3多孔陶瓷支撑体上成膜,通过动态光散射(DLS)技术和气体渗透法,研究制备条件对Ge掺杂二氧化硅膜溶胶粒径和氢气渗透与分离性能的影响.结果表明溶胶胶粒随着温度、Ge的掺杂量、醇比例的增大而变大,且分布变宽;随着硝酸比例的增大呈现先减小后增大的趋势,在HNO3/TEOS=0.085时达到最小.溶胶粒径平均大小从2.3nm到91nm时H2的渗透率从4.4×10-7 mol/(m2.s.Pa)上升到8.2×10-7 mol/(m2.s.Pa),H2和CO2的通过率都随着胶粒的增大而呈增大的趋势;但是气体的分离系数呈减小的趋势,只有溶胶胶粒平均值小于4.5nm的溶胶涂膜后,才具有分子筛分效应,其H2/CO2值大于努森扩散的理想分离系数.