介孔分離膜的研究姓名:朱麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:王一平2002.1.1摘要利用表面活性劑的自組裝體為模板制備介孔sio:無(wú)機(jī)膜是仿生領(lǐng)域內(nèi)的新研究熱點(diǎn)。采用十六烷基三甲基溴化銨(">

探析仿生合成sio,2介孔分離膜的研究

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1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文仿生合成SiO<,2>介孔分離膜的研究姓名:朱麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:王一平2002.1.1摘要利用表面活性劑的自組裝體為模板制備介孔sio:無(wú)機(jī)膜是仿生領(lǐng)域內(nèi)的新研究熱點(diǎn)。采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為有機(jī)大分子,『F硅酸乙酯(TEOS)為無(wú)機(jī)前驅(qū)體,本文對(duì)利用仿生合成技術(shù)制備擔(dān)載SiO,介孔分離膜的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了研究。對(duì)生長(zhǎng)于靜止氣.液界面的仿生SiO,薄膜進(jìn)行了各種表征和分析,結(jié)果表明有機(jī)模板對(duì)無(wú)機(jī)晶體的成核與生長(zhǎng)存在調(diào)制作用,模板的引用可~次性制備出最可幾孔徑1.8nm的非擔(dān)載SiO,無(wú)機(jī)介孔薄膜。將有機(jī)模板技術(shù)引入傳統(tǒng)

2、的溶膠一凝膠制膜方法,利用有機(jī)大分子自組裝體的調(diào)控作用,通過溶膠化過程可方便的于A1:O,多jL載體上仿生制備具有空rBj網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)的sio,介孔不對(duì)稱分離膜,該膜頂層仍具有1.8rim的最可幾孔徑分布,具有良好的N,/心氣體分離性能,并能用于分離醇.水共沸物系,是很有發(fā)展前景的新型無(wú)機(jī)分離膜。、』、、,7、’關(guān)鍵詞:仿生合成有機(jī)模板sio;膜無(wú)機(jī)膜ABSTRACTBiomimeticsynthesizingmesoporoussilicainorganicmembraneusingsurfactantself-organizationastemplateiSnowbecom

3、ingthenewresearchtopicinthebiomimeticfield.Utilizingcetyltrimethylammoniumbromide(CTAB)asorganictemplateandtetraethyoxysilane(TEOS)asinorganicprecursor,preparationoffree—standingsilicafilmswasstudiedfirstly.Theoutcomesofvariouscharacterizationsandanalysisdemonstratedthatusingtemplatingroute

4、free.standingsilicamesoporousfilmsatthestaticair.waterinterfacehavingporediameterof1.8nmcouldbepreparedatoncetime.Applyingbiomimeticsynthesistechnologyintotraditionalsol—gelmembrane—synthesizingmethod,A1203-supportedsilicamesoporousmembranehaving3-Dporestructurecouldbepreparedusingthesolpro

5、cess.Themembranessynthesizedstillhadporediameterof1.8nmandsupportedmembraneshadas—symmetrystructure.Permeationanalysisshowedthattheas—symmetryinorganicmembranehadgoodgasseparationabilityandethanol—waterseparationability.Keywords:BiomimeticSynthesisOrganicTemplateSilicaMembraneInorganicMembr

6、ane天津人學(xué)壩l‘論義前南前言膜分離技術(shù)的成功開發(fā)被認(rèn)為是上世紀(jì)分離科學(xué)領(lǐng)域中最能引起轟動(dòng)的成就之一,它還被公認(rèn)為是解決當(dāng)代人類面臨的環(huán)境污染、資源匱乏、能源危機(jī)等重大社會(huì)問題極有前景的技術(shù)之一。同傳統(tǒng)分離過程相比,膜分離具有無(wú)相變、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、能耗低和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),因而世界上許多國(guó)家將其列入本國(guó)的科技發(fā)展計(jì)劃中。目前,世界膜系列產(chǎn)品的年銷售額約30~70億美元,年增長(zhǎng)率高達(dá)14~30%。自60年代以來(lái),膜分離技術(shù)得到了大量的發(fā)展和工業(yè)應(yīng)用,應(yīng)用領(lǐng)域已涉及化工、電子、醫(yī)藥、食品加工、氣體分離、冶金、石油和生物工程等行業(yè)。膜分離技術(shù)的突破發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化其關(guān)鍵在于膜,因此

7、膜的結(jié)構(gòu)和制備技術(shù)研究一直受到極大的重視。20世紀(jì)90年代后期仿生合成概念的提出為新型無(wú)機(jī)分離膜的制備提供了可能。仿生合成技術(shù)模仿了無(wú)機(jī)物在有機(jī)物調(diào)制下形成的機(jī)理,合成過程中先形成有機(jī)大分子的自組裝體,使無(wú)機(jī)先驅(qū)物于自組裝聚集體和溶液的相界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),利用有機(jī)、無(wú)機(jī)相之間的相互作用力(范德華力、共價(jià)鍵、靜電作用等)來(lái)調(diào)制無(wú)機(jī)晶體的形成與生長(zhǎng),形成無(wú)機(jī)/有機(jī)復(fù)合體,再將有機(jī)模板去除后即可得到具有一定形狀的有組織的無(wú)機(jī)材料。模板在仿生合成技術(shù)中起到舉足輕重的地位,模板的千變?nèi)f化,是制備結(jié)構(gòu)性能迥異的無(wú)機(jī)

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