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苯基修饰的疏水微孔二氧化硅膜的制备与表征
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O631[理学—高分子化学;理学—化学] O614[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学材料科学与工程学院,北京100124
  • 相关基金:国家“八六三”计划项目(批准号:2009AA03Z213); 国家自然科学基金(批准号:50502002); 北京工业大学自然科学基础研究基金资助
中文摘要:

以苯基三乙氧基硅烷(PTES)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备了苯基修饰的SiO2膜材料.利用扫描电镜、N2气吸附、视频光学接触角测量仪、热重分析及红外光谱等测试手段对膜的孔结构及疏水性能进行了表征,研究了修饰后膜材料在室温条件下的单组分气体渗透和分离性能.结果表明,随着PTES加入量的增大,膜材料的疏水性逐渐增强,当PTES/TEOS和H2O/TEOS的摩尔比分别达到0.6和9.6时,膜材料对水的接触角达到115°±0.5°,仍保持良好的微孔结构,其孔体积为0.17cm3/g,孔径为0.4~0.5nm.室温下H2气在修饰后SiO2膜的输运既遵循发生在微孔孔道的表面扩散机理,又遵循发生在较大孔道或微缺陷的努森扩散机理.膜材料的H2气渗透率达到1.49×10-6mol/(m2·Pa·s),H2/CO2和H2/SF6的理想分离系数分别达到4.64和365.59.

英文摘要:

Silica membranes modified with phenyl groups were synthesized through the acid-catalyzed co-hydrolysis and condensation reaction of tetraethyl orthosilicate(TEOS) and phenyltriethoxysilane(PTES).The pore structure and hydrophobic properties of the modified silica membranes were characterized by means of SEM,nitrogen adsorption,water contact angle measurement,TG and FTIR.The single gas permeation and permselectivity of the hydrophobic silica membranes were also investigated at room temperature.The results show that the hydrophobic properties of the modified silica membranes are gradually enhanced with increasing amount of PTES in the mixture.When the molar ratio of PTES/TEOS increases to 0.6 and the molar ratio of H2O/TEOS to 9.6,the modified silica membranes exhibit an excellent hydrophobic property with a water contact angle of 115°±0.5° and a desirable microporous structure with a pore volume of 0.17 cm3/g and a sharp pore size distribution centered at 0.4-0.5 nm.The modified silica membranes conform to a combination of a surface diffusion mechanism associated with micropores and a Knudsen diffusion mechanism related to the larger pores or microcracks,with a H2 permeance of 1.49×10-6 mol/(m2·Pa·s) and a permselectivity of 4.64 for H2/CO2 and 365.69 for H2/SF6.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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