限制OSDA硅石膜

H₂/CO₂选择性增强

通过调控有机模板剂残留，同时缩小孔径并修饰孔道表面化学，在保持较高H₂渗透性的同时显著抑制CO₂渗透。

叶峰 · 樊栓狮 · 郎雪梅 · Wang, Yanhong · 李罡

Separation and Purification Technology 2024

具体参数

H₂渗透活化能

{'zh': '1.63–4.15', 'en': '1.63–4.15'} kJ mol⁻¹

CO₂渗透活化能

{'zh': '0.76–5.90', 'en': '0.76–5.90'} kJ mol⁻¹

技术优势

低温活化省能耗

在氢气气氛下300–350 °C即可完成活化，显著低于传统空气煅烧所需温度，降低能耗。

选择性大幅提升

残留有机模板剂部分堵塞孔道并改变孔道表面化学，导致CO₂渗透率显著低于N₂和CH₄，尽管CO₂动力学直径更小，从而使H₂/CO₂选择性提高。

孔结构可调

通过改变活化条件可调控孔道内有机模板剂残留量，进而调节膜的有效孔径和表面化学性质，为优化分离性能提供灵活性。

应用场景

• 氢气纯化：从合成气或重整气中高效分离H₂，提高纯度。
• 氢气生产：用于水煤气变换或甲烷重整产物中H₂提纯。
• 燃料电池供氢：为质子交换膜燃料电池提供高纯H₂，防止CO₂累积。
• 气体传感器：作为选择性分离层，富集H₂提高传感器灵敏度。