CO2 Permeation through Hybrid Organosilica Membranes in the Presence of Water Vapor

渗透 渗透 化学工程 水蒸气 材料科学 高分子化学 化学 有机化学 生物化学 工程类
作者
Xiuxiu Ren,Kanji Nishimoto,Masakoto Kanezashi,Hiroki Nagasawa,Tomohisa Yoshioka,Toshinori Tsuru
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:53 (14): 6113-6120 被引量:45
标识
DOI:10.1021/ie404386r
摘要

Hybrid organosilica membranes have become attractive for industrial applications because of high performance and long-term stability. This work investigated the influence of water vapor on CO2 gas permeation through the hybrid membranes. Two types of organoalkoxysilanes, bis(triethoxysilyl)ethane (BTESE) and bis(triethoxysilyl)octane (BTESO), were used as precursors to prepare membranes via the sol–gel method. The two membranes showed distinct properties of porosity and water affinity because of the differences in the bridging methylene numbers between the two Si atoms. Under dry conditions, the BTESE and BTESO membranes showed CO2 permeances as high as 7.66 × 10–7 and 6.63 × 10–7 mol m–2 s–1 Pa–1 with CO2/N2 selectivities of 36.1 and 12.6 at 40 °C, respectively. In the presence of water vapor, CO2 permeance was decreased for both membranes, but the effect of water vapor on CO2 permeation was slighter for BTESO membranes than it was for BTESE membranes because of more hydrophobicity and denser structures with a longer linking-bridge group. The hybrid organosilica membranes both showed good reproducibility and stability in water vapor.
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