鈀銅合金復(fù)合膜的研制及其性能測(cè)試.pdf

1、由于人們對(duì)石油、煤炭等資源的過(guò)度使用，使全世界面臨著日益嚴(yán)重的空氣污染、溫室效益、能源枯竭等嚴(yán)峻考驗(yàn)。而氫氣作為化工原料及清潔能源，其需求量迅猛增大，從而推動(dòng)了人們對(duì)經(jīng)濟(jì)可行的氫氣生產(chǎn)和分離技術(shù)的研究。鈀及其合金膜具有非常高的氫滲透選擇性、良好的機(jī)械和熱穩(wěn)定性及催化活性等一系列優(yōu)點(diǎn)，滲氫用鈀分離膜與膜反應(yīng)器的制備與應(yīng)用得到了深入廣泛的研究，鈀膜的發(fā)展經(jīng)歷了最初的純鈀膜、鈀合金膜和目前的鈀復(fù)合膜。與傳統(tǒng)的純Pd膜相比，Pd-Cu合金復(fù)合膜

2、在透氫方面展現(xiàn)出許多優(yōu)良的性質(zhì)，比如：較高的氫氣選擇性和滲透速率；更好的防止氫脆現(xiàn)象產(chǎn)生；不易中毒；成本較低等等。使得人們對(duì)Pd-Cu合金復(fù)合膜的研究熱情日益高漲。 本文采用化學(xué)鍍的方法制備性能穩(wěn)定的透氫Pd-Cu合金復(fù)合膜。Pd-Cu合金復(fù)合膜的制備過(guò)程主要分為三部分：一、復(fù)合膜載體部分，經(jīng)過(guò)對(duì)多種載體性能的綜合對(duì)比，得出多孔不銹鋼(PSS)材料具有耐高溫、高壓、有良好的機(jī)械強(qiáng)度、容易焊接加工，而且其熱膨脹系數(shù)與鈀合金比較匹配

3、等優(yōu)點(diǎn)，因此本試驗(yàn)選用多孔不銹鋼作為載體；二、首先對(duì)不銹鋼進(jìn)行預(yù)處理，然后利用溶膠-凝膠CeO2成膜技術(shù)對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行修飾，從而減小其表面的孔徑同時(shí)使其表面更加光滑，便于獲得均勻致密的Pd-Cu合金膜；三、對(duì)修飾過(guò)的不銹鋼表面進(jìn)行活化后，利用化學(xué)鍍的方法在其表面連續(xù)鍍Pd膜和Cu膜，干燥后在程序升溫爐中將其合金化。最后成功制備了Pd-Cu合金復(fù)合膜。 利用掃描電鏡(SEM)觀察制備的Pd-Cu合金復(fù)合膜表面形貌，通過(guò)斷面的照片

4、得出Pd-Cu合金膜的厚度，結(jié)果顯示，利用化學(xué)鍍的方法在修飾過(guò)的不銹鋼上制得了致密均勻的Pd-Cu合金膜；X-射線衍射技術(shù)(XRD)表征結(jié)果確定了膜層中CeO2、Pd、Cu及Pd-Cu合金的晶型和晶粒大??；光電子能譜(XPS)測(cè)定了Pd-Cu合金膜的組成；最后利用自制的滲透裝置對(duì)Pd-Cu合金復(fù)合膜進(jìn)行滲透性能測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該膜的選擇性能很好，穩(wěn)定后達(dá)到了較高的透氫通量；本文最后，分析了影響Pd-Cu合金復(fù)合膜性能的一些表觀及實(shí)質(zhì)因素，結(jié)果