含离子液体修饰NaZSM-5膜的倍半硅氧烷框架材料在高温H2O/H2分离中的应用研究

本文推荐一种通过倍半硅氧烷框架（SQILs）修饰NaZSM-5沸石膜的新策略，显著提升高温下H2O/H2的选择性渗透性能。研究发现SQIL层的低H2渗透性与ZSM-5层的亲水性协同作用，在低水浓度（<3 vol%）时抑制H2渗透，高浓度（3-10 vol%）时促进H2O传输，为膜反应器设计提供创新思路。

Highlight部分专业翻译：

SQILs的合成

首先参照文献方法合成了硅烷化离子液体1-甲基-3-(1-三乙氧基硅丙基)咪唑氯化物（SipmimCl），并通过¹H NMR（JEOL AVANCE 400Plus）验证结构：δ 9.29（1H, s, −NCHN−）、δ 7.81/7.75（2H, −NCHCHN−）、δ 4.15（2H, t, −CH₂N−），显示典型咪唑环特征峰。纯化过程中部分SipmimCl发生水解...

SQILs的H₂O吸收特性

图3显示SQILs吸水动力学曲线：含OTf⁻的聚SipmimOTf吸水量显著高于Tf₂N⁻型，因其氟含量减半且阴离子结构更亲水。这种差异源于OTf⁻的...

结论

通过对比不同亲水性SQIL层发现：①SQIL层低H₂渗透性 ②ZSM-5层微孔对H₂O的毛细冷凝效应，共同实现低水浓度时H₂渗透抑制；而SQIL与ZSM-5吸水特性差异在高水浓度时增强H₂O传输。亲水性SQIL修饰是提升沸石膜水选择性的高效策略。

（注：翻译严格保留原文技术细节，如¹H NMR数据、离子缩写OTf⁻/Tf₂N⁻等，并采用"毛细冷凝""微孔吸附"等专业表述）