有机功能化α-Al2O3陶瓷中空纤维表面合成高性能分离氢用NaA分子筛膜.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao1JanuaryActaP．一Chim．Sin．，2011，27(1)：241—24724l[Article]、^，、^rr．whxb．pku．edu．cn有机功能化a-Al2O3陶瓷中空纤维表面合成高性能分离氢用NaA分子筛膜陈华荣’常然然’李莉袁文辉(华南理工大学化学与化工学院，广州510640；华南理工大学环境科学与工程学院，广州51064O)摘要：通过浸渍3．氨丙基甲基二乙氧基硅烷(ADMS)对a-AIO。中空纤维载体进行有机功能化改性，使载体

2、表面带正电，利用NaA分子筛晶种负电性与功能化载体之间的静电吸附机理进行预涂晶种，采用微波加热一二次生长法于载体表面合成了NaA分子筛膜．采用X射线衍射(XRD)、zeta电位、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段和气体渗透实验对NaA分子筛膜进行了表征．考察了未改性NaA分子筛膜与改性NaA分子筛膜的形貌、结构和气体渗透性能差异．XRD结果表明载体表面只有NaA分子筛生成：zeta电位分析表明NaA分子筛晶种及分子筛前驱体与有机功能化载体电位相反，存在静电吸附作用：SEM结果显示改性NaA分子筛膜

3、表面颗粒相互联结呈孪生态，膜厚约5um，膜层致密、均匀、平整：在不同温度下对H、O、N和C。H自进行气体渗透测试，35。C条件下改性NaA分子筛膜对H的渗透率仅为3．6x10mol·m一·s～·Pa～，较未改性NaA分子筛膜的渗透率(4．0×10～mol·m～·s～·Pa。’)低，而改性NaA分子筛膜的HJC。H。理想分离系数则高达11．25，远大于未改性NaA分子筛膜的H／C。H。理想分离系数(5．06)．关键词：中空纤维：有机功能化：NaA分子筛膜：微波加热：氢气分离中图分类号：0647Hig

4、hPerformanceNaAZeoliteMembraneforHydrogenSeparationSynthesizedonanOrganic-FunctionaIizeda-A1203CeramicHollowFiberSUceCHENHua—Rong’CHANGRan—Ran’LILiYUANWen-Hui’t’fSchoolofChemistryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,

5、R．China；CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,R．China)Abstract：Positivelychargedorganic-functionalized(I-Al2O3ceramichollowfiberwasobtainedbydip—coatingthesubstratewitha3-aminopropyl一(diethoxy)met

6、hylsilane(ADMS)solution．NegativelychargedNaAzeoliteparticlesweredepositedonthesubstratesurfaceandusedasseedforfurthersecondarygrowthbytheelectrostaticadsorptionofapositivelychargedorganic-functionalizedsubstrateandNaAzeoliteparticles．TheNaAzeolitememb

7、ranewassynthesizedonaporousc

8、_Al2O3ceramichollowfibersupportbythemicrowaveheating—secondarygrowthmethod．Theas．synthesizedNaAzeolitemembraneswerecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)。scanningelectronmicroscopy(SEM)，zetapotential，andgaspermeationtests．Th

9、edifferencesinmorphology，structure，andgaspermeabilitybetweentheNaAzeoliteandtheADMS-modifiedsubstratesupportedNaAzeolitemembraneweredetermined．XRDresultsshowthatonlyNaAzeoliteiSpresentonthesupport．ThezetapotentiaIresultsindicatethatoppositecha