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碳氟基团修饰的疏水微孔二氧化硅膜的制备与表征
  • ISSN号:0567-7351
  • 期刊名称:化学学报
  • 时间:0
  • 页码:44-48
  • 语言:中文
  • 分类:TQ531.1[化学工程—煤化学工程] TN304.21[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学材料科学与工程学院,北京100022
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.50502002)、国家杰出青年科学基金(No.50525413)、北京市教委科技发展计划(No.KM200610005016)资助项目.
  • 相关项目:微孔二氧化硅膜的水热稳定性与氢气分离研究
中文摘要:

采用三氟丙基三乙氧基硅烷(TFPTES)和正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备了三氟丙基修饰的SiO2膜材料,利用扫描电镜、N2吸附、红外光谱仪以及视频光学接触角测量仪对膜的断面形貌、孔结构以及疏水性能进行了表征.结果表明,随着三氟丙基三乙氧基硅烷加入量的增大,膜的疏水性逐渐增强,膜的孔结构基本保持不变.当TFPTES/TEOS的物质的量之比达到0.6时,膜对水的接触角达到111.6°±0.5°,膜材料仍保持良好的微孔结构.其孔体积为0.19cm^3·g^-1,孔径为0.97nm.氢气在修饰后SiO2膜中的输运遵循微孔扩散机理,200℃时膜材料的H2渗透率达到1.18×10^-7mol·m^-2·Pa^-1·S^-1,H2/CO2的分离系数达到7.0.

英文摘要:

Silica membranes were modified by fluorocarbon groups through an acid-catalyzed co-hydrolysis and a condensation reaction of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and trifluoropropyltriethoxysilane (TFPTES). The cross-sectional micrograph, pore structure and hydrophobic property of the modified silica membranes were characterized by SEM, nitrogen adsorption, PT-IR and contact angle methods. The results show that the hydrophobic property of the modified silica membranes has been gradually enhanced, whereas the pore structure almost remains unchanged with the increase of TFPTES content. When the molar ratio of TFPTES/TEOS was increased to 0.6, the modified silica membranes possessed a water contact angle of 111.6°±0.5° and a desirable microporous structure, with a pore volume of 0.19 cm3og-1 and a pore size of 0.97 nm. The hydrogen transport in the modified silica membranes was subjected to a micropore diffusion mechanism, with a H2 permeability of 1.18·10^-7 mol·m^-2·pa^-1 s^-1 and a H2/CO2 separation factor of 7.0.

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期刊信息
  • 《化学学报》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院上海有机化学研究所
  • 主编:周其林
  • 地址:上海市零陵路345号
  • 邮编:200032
  • 邮箱:hxxb@sioc.ac.cn
  • 电话:021-54925085
  • 国际标准刊号:ISSN:0567-7351
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1320/O6
  • 邮发代号:4-209
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖提名奖,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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