微孔二氧化硅膜的制备、氢气分离以及水热稳定性研究

无机材料学报

微孔二氧化硅膜的制备、氢气分离以及水热稳定性研究

韦奇; 李健林; 宋春林; 刘卫; 陈初升

中国科学技术大学材料科学与工程系合肥 230026

收稿日期:2003-01-22 修回日期:2003-03-03 出版日期:2004-01-20 网络出版日期:2004-01-20

Preparation, Hydrogen Separation and Hydrothermal Stability of Microporous Silica Membrane

WEI Qi; LI Jian-Lin; SONG Chun-Lin; LIU Wei; CHEN Chu-Sheng

Department of Materials Science & Engineering; University of Science and Technology of China; Hefei 230026; China

Received:2003-01-22 Revised:2003-03-03 Published:2004-01-20 Online:2004-01-20

摘要/Abstract

摘要： 利用溶胶-凝胶法在Υ-Al₂O₃/α-Al₂O₃多孔支撑体上合成了微孔二氧化硅膜,并用IR、TG、FESEM、N₂吸附以及气体渗透等手段对二氧化硅膜进行了研究.结果表明,200℃时H₂的渗透率达到2.3×10^-7mol·m^-2·Pa^-1·s^-1,H₂/CO₂的分离系数为8.0,然而当二氧化硅膜长期暴露于潮湿环境时,由于水气与孔表面羟基相互作用引起二氧化硅膜孔结构的崩溃,最终导致H₂渗透率和H₂/CO₂分离系数剧烈下降.

关键词: 二氧化硅膜, 氢气分离, 水热稳定性

Abstract: Microporous silica membranes on Υ-Al₂O₃/α-Al₂O₃ porous supports were prepared by a sol-gel process, and characterized by IR, TG, FE-SEM,N₂ adsorption as well as gas permeation. The H₂ permeance of 2.3×10^-7mol·m^-2·Pa^-1·s^-1 and H₂/CO₂ separation factor of 8.0 were measured with the as-prepared membrane at 200℃. Deterioration of the membrane performance in the humid atmoshphere was observed, which can be attributed to the collapse of the pore structure caused by the reaction between surface hydroxy group and water vapor.

Key words: silica membrane, hydrogen separation, hydrothermal stability

中图分类号:

O484

韦奇,李健林,宋春林,刘卫,陈初升. 微孔二氧化硅膜的制备、氢气分离以及水热稳定性研究[J]. 无机材料学报.

WEI Qi,LI Jian-Lin,SONG Chun-Lin,LIU Wei,CHEN Chu-Sheng. Preparation, Hydrogen Separation and Hydrothermal Stability of Microporous Silica Membrane[J]. Journal of Inorganic Materials.

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