| 十三氟辛基修饰的疏水有机-无机杂化二氧化硅膜孔结构、氢气分离及水热稳定性 |
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| 引用本文： | 刘相革,韦奇,丁元利,聂祚仁,李群艳. 十三氟辛基修饰的疏水有机-无机杂化二氧化硅膜孔结构、氢气分离及水热稳定性[J]. 无机化学学报, 2014, 30(5): 1111-1118 |
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| 作者姓名： | 刘相革 韦奇 丁元利 聂祚仁 李群艳 |
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| 作者单位： | 北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124;北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124;北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124;北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124;北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.21171014，50502002）；国家863计划课题（No.2009AA03Z213）；北京市教育委员会科技计划重点项目（No.KZ201410005006）资助项目。 |
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| 摘 要： | 采用1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)和十三氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)为前驱体,在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备了十三氟辛基修饰的有机-无机杂化SiO2膜材料。利用接触角测量、红外光谱、动态光散射和N2吸附等测试技术分别对膜材料的疏水性、溶胶粒径和孔结构进行表征,并深入研究有支撑膜材料的氢气渗透、分离性能以及长期水热稳定性。结果表明,十三氟辛基修饰后的膜材料由亲水性变成了疏水性,当nPFOTES/nBTESE=0.6时膜材料对水的接触角达到(110.4±0.4)°,膜材料还保持微孔结构,孔径分布在0.5~0.8 nm。氢气在修饰后的膜材料中的输运遵循微孔扩散机理,在300℃时,氢气的渗透率达到8.5×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/CO2,H2/CO和H2/SF6的理想分离系数分别为5.49,5.90和18.36,均高于相应的Knudsen扩散分离因子。在250℃且水蒸气物质的量分数为5%水热环境下陈化250 h,氢气渗透率和H2/CO2的理想分离系数基本保持不变,膜材料具有良好的水热稳定性。
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| 关 键 词： | 十三氟辛基 有机-无机杂化SiO2膜 孔结构 氢气分离 水热稳定性 |
| 收稿时间： | 2013-10-26 |
| 修稿时间： | 2013-12-10 |
Pore Structure, Hydrogen Separation and Hydrothermal Stability of Hydrophobic Organic-Inorganic Hybrid Silica Membranes Modified by Perfluorooctyl Groups |
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| LIU Xiang-Ge,WEI Qi,DING Yuan-Li,NIE Zuo-Ren and LI Qun-Yan. Pore Structure, Hydrogen Separation and Hydrothermal Stability of Hydrophobic Organic-Inorganic Hybrid Silica Membranes Modified by Perfluorooctyl Groups[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2014, 30(5): 1111-1118 |
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| Authors: | LIU Xiang-Ge WEI Qi DING Yuan-Li NIE Zuo-Ren LI Qun-Yan |
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| Affiliation: | College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | perfluorooctyl groups organic-inorganic hybrid silica membranes pore structure hydrogen separation hydrothermal stability |
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