纳米TiO₂掺杂炭膜的制备及其CO₂分离性能

来源期刊：新型炭材料2014年第3期

论文作者：王婵 黄彦

文章页码：225 - 230

关键词：炭膜;纳米TiO2;CO2分离;溶胶—凝胶法;掺杂;

摘    要：以钛酸丁酯为原料、聚乙二醇为稳定剂,采用溶胶—凝胶法制备含球形TiO2纳米粒子的溶胶,将其与碳前驱体聚糠醇均匀混合后涂敷于多孔Al2O3基体表面,最后经炭化处理制得TiO2-C/Al2O3复合膜。采用SEM、TEM、XRD、粒径分析等手段对样品进行表征,并测定炭膜对CO2、N2和CH4的渗透性能。结果表明,聚乙二醇能有效控制钛酸丁酯的水解,不仅有利于形成粒径小而均匀的球形纳米TiO2粒子,而且可促进TiO2粒子在聚糠醇中的均匀分散。TiO2粒子的掺杂明显提高了炭膜的CO2渗透率及渗透选择性。其中,CO2渗透率、CO2/N2选择性和CO2/CH4选择性分别可达7.0"10-8mol·m-2·s-1·Pa-1、34和64。TiO2的掺杂有利于产生更多渗透通道,但也会阻断炭材料本身的渗透通道,因此TiO2的掺杂量存在最佳范围。