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中空纤维担载无机分离膜的制备和表征

缪丽娜  
【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。


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