三氟丙基修饰的二氧化硅膜制备、氢气分离及其水热稳定性能

以三氟丙基三甲氧基硅烷(tfptms)和正硅酸乙酯(teos)作为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备三氟丙基修饰的sio2膜材料,研究了三氟丙基修饰对膜材料孔结构和疏水性的作用、疏水膜材料的氢气渗透和分离性能以及水热稳定性能。结果表明三氟丙基修饰后的膜材料仍保持良好的微孔结构,孔径狭窄分布在0.45～0.7nm之间。修饰后膜材料疏水性明显提高,当ntfptms/nteos=0.6时,对水的接触角达到(102.7°±0.1°)。h2在修饰后膜材料的输运遵循微孔扩散机理,在300℃时,h2的单组份渗透率达到4.77×10-7mol·m-2·s-1·pa-1,h2/co2的理想分离系数以及双组份分离系数分别达到6.99和6.93,均高于其knudsen扩散分离因子。在200℃水蒸气物质的量含量为5%的环境中陈化220h后,h2的单组份渗透率仅在前3h有轻微下降,然后基本保持不变,说明三氟丙基修饰的sio2膜具有良好的水热稳定性。