中空纤维担载无机分离膜的制备和表征

【摘要】：本论文采用溶胶凝胶法在氧化铝中空纤维支撑体上制备SiO_2介孔膜、SiO_2微孔膜、Al_2O_3：-SiO_2复合膜。通过扫描电镜、气体渗透装置对膜的微观结构、完整性及其对气体的选择性进行了研究；采用热重分析仪、差热分析仪、红外光谱、X射线衍射和等温N_2吸附考察了样品的稳定性、组成、晶相和孔径及其分布。结果表明：介孔SiO_2膜的比表面积可达919.75m~2／g，孔容达0.4346ml／g，最可几孔径小于3nm；膜较完整、无大缺陷，室温、0.12MPa下N_2的气体渗透通量为1.81×10~(-5)mol／(m~2·s·Pa)，H_2和N_2的分离因子为2.431。微孔SiO_2膜的气体渗透通量数量级为10~(-6)mol／(m~2·s·Pa)。不同比例的复合膜表面完整无针孔，在0.1MPa，条件下对氢／氮的分离因子为3.03，说明气体通过膜的扩散以Knudsen扩散传质为主，非担载Al_2O_3：-SiO_2复合膜的比表面积为294.85m~2／g，总孔容为0.2778mL／g，最可几孔径小于3nm。