用于燃烧前CO2捕集的微孔Nb2O5膜的制备及其水热稳定性能

以五正丁氧基铌为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备出稳定的Nb2O5聚合溶胶,详细考察了溶胶制备过程参数(体系酸度、水解比、反应温度、反应时间和螯合剂用量)对溶胶尺寸、稳定性以及制备重复性的影响。采用平均粒径为4.8nm的Nb2O5溶胶,通过浸浆法在平均孔径为3nm的γ-Al2O3中孔膜上制备出Nb2O5微孔膜。利用TG、XRD、NH3吸附-脱附、CO2吸附、吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-IR)和单组分气体渗透实验等手段对Nb2O5粉体及微孔膜的性能进行了表征,结果表明:在200℃、0.3MPa条件下,350℃烧成的微孔Nb2O5膜对H2的渗透率和H2/CO2的理想分离因子分别为3.1×10-9 mol·m-2·s-1·Pa-1和21。此外,微孔Nb2O5膜经150kPa的水蒸气处理8h后,膜的渗透性能以及H2/CO2理想选择性基本保持不变。