[发明专利]一种氧化钛负载疏水性二氧化硅复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化钛负载疏水性二氧化硅复合膜的制备方法，将正硅酸乙酯、疏水改性剂、无水乙醇在冰水浴中混合与稀释后的HNO₃溶液混合，加热冷凝再冷却至室温得到甲基化改性SiO₂溶胶，将钛酸丁酯和无水乙醇混合与稀释后的HNO₃溶液混合，加热冷凝再冷却至室温得到TiO₂溶胶，将两种溶胶混合，得到原始TiO₂‑SiO₂溶胶，对原始TiO₂‑SiO₂溶胶进行稀释，以多孔陶瓷为支撑体，采用浸渍法将稀释的TiO₂‑SiO₂溶胶涂覆在支撑体表面，室温干燥后培烧即得。本发明的制备方法，在提高普通SiO₂复合膜水汽稳定性的基础上，增大了H₂的渗透速率和H₂/CO₂分离因子且节约成本。

技术领域

本发明属于复合膜技术领域，涉及一种TiO₂负载疏水性SiO₂复合膜的制备方法。

背景技术

煤气化制氢是目前国际上提出的减少温室效应气体CO₂的排放的一种有效方法，煤气化制氢过程需要将CO₂进行分离然后运输到指定地点进行储存，而分离出来的H₂是一种极具开发前景的清洁能源，因此，从混和气(H₂+CO₂)中分离出氢气是获得高纯氢气的一个重要且关键环节。

膜分离技术是提纯H₂的有效方法。近年来，对于H₂分离用无机膜的研究，主要集中在钯(Pd)及其合金膜、非钯合金膜、沸石膜、分子筛炭膜以及无定形SiO₂膜上。其中，SiO₂膜被认为是最能接近工业应用，研究最为广泛。然而，普通SiO₂膜水汽稳定性较差，在潮湿环境中长期使用时分离效果会逐渐降低。为此，国内外不少研究者致力于提高SiO₂膜疏水性的研究，但往往不能兼顾H₂渗透速率和H₂/CO₂分离效率两项指标，气体选择性好的膜往往渗透速率较低。

现有的SiO₂膜在保证膜的水汽稳定性的前提下，气体渗透速率和H₂/CO₂分离效率得到了一定的提高，但是想要工业化分离H₂和CO₂，成本依然很高，因此在保证膜的水汽稳定性的前提下，降低成本且提高气体渗透速率和H₂/CO₂分离效率成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种TiO₂负载疏水性SiO₂复合膜的制备方法，解决了现有技术中存在的保证膜的水汽稳定性的前提下，气体渗透速率和H₂/CO₂分离效率同时提高程度较低的问题，且成本低。

本发明所采用的技术方案是，一种TiO₂负载疏水性SiO₂复合膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按摩尔比分别称取如下组分：

(1)正硅酸乙酯：疏水改性剂：无水乙醇：水：HNO₃＝1：0.80～1.20：7.7～15.0：7.2～12.0：0.086～0.120；

(2)钛酸丁酯：无水乙醇：水：HNO₃＝1：50～70：3～4：0.2～0.3；