硼掺杂二氧化硅杂化膜的制备及渗透汽化脱盐性能

• 作者: 张锐 邵琦 张华宇 金泽龙 张小亮
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 二氧化硅 膜 脱盐 水热稳定性 活化能 高盐废水
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 2317-2327
• 页数: 10页
• 分类号: TQ028.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201182

摘要

以1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)和硼酸为前体，通过溶胶-凝胶法制备了硼掺杂的二氧化硅(B-BTESE-SiO2)杂化膜。采用FTIR、XRD、XPS、TEM、SEM等系列表征手段对合成溶胶及膜的结构和形貌进行了分析，结果表明：硼元素成功掺杂进入SiO2骨架中，形成了水热稳定的B—O—Si键，能明显影响膜表面的微观结构、亲疏水性、膜孔径大小从而提高膜的脱盐性能和稳定性。当溶胶中的H3BO3/BTESE比为0.25时所优化制备SiO2膜的亲水性最强，脱盐过程中活化能最低，传质阻力最小，膜孔径约为0.61nm，故表现出最佳的脱盐性能。在60℃以3.5%(质量)NaCl溶液为进料液时，该膜的水通量高达16.5kg·m-2·h-1，盐截留率近乎100%，并且表现出优异的长时间稳定性(>168h)和高浓度盐水溶液[4.2%~15.0%(质量)NaCl]脱盐性能，在海水淡化和高盐废水处理等领域具有潜在的应用前景。