鈀銅合金復合膜的研制及其性能測試.pdf

1、由于人們對石油、煤炭等資源的過度使用，使全世界面臨著日益嚴重的空氣污染、溫室效益、能源枯竭等嚴峻考驗。而氫氣作為化工原料及清潔能源，其需求量迅猛增大，從而推動了人們對經(jīng)濟可行的氫氣生產(chǎn)和分離技術的研究。鈀及其合金膜具有非常高的氫滲透選擇性、良好的機械和熱穩(wěn)定性及催化活性等一系列優(yōu)點，滲氫用鈀分離膜與膜反應器的制備與應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合膜。與傳統(tǒng)的純Pd膜相比，Pd-Cu合金復合膜

2、在透氫方面展現(xiàn)出許多優(yōu)良的性質，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Pd-Cu合金復合膜的研究熱情日益高漲。 本文采用化學鍍的方法制備性能穩(wěn)定的透氫Pd-Cu合金復合膜。Pd-Cu合金復合膜的制備過程主要分為三部分：一、復合膜載體部分，經(jīng)過對多種載體性能的綜合對比，得出多孔不銹鋼(PSS)材料具有耐高溫、高壓、有良好的機械強度、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，因此本試驗選用多孔不銹鋼作為載體；二、首先對不銹鋼進行預處理，然后利用溶膠-凝膠CeO2成膜技術對不銹鋼表面進行修飾，從而減小其表面的孔徑同時使其表面更加光滑，便于獲得均勻致密的Pd-Cu合金膜；三、對修飾過的不銹鋼表面進行活化后，利用化學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合金復合膜。 利用掃描電鏡(SEM)觀察制備的Pd-Cu合金復合膜表面形貌，通過斷面的照片

4、得出Pd-Cu合金膜的厚度，結果顯示，利用化學鍍的方法在修飾過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(XRD)表征結果確定了膜層中CeO2、Pd、Cu及Pd-Cu合金的晶型和晶粒大??；光電子能譜(XPS)測定了Pd-Cu合金膜的組成；最后利用自制的滲透裝置對Pd-Cu合金復合膜進行滲透性能測量，發(fā)現(xiàn)該膜的選擇性能很好，穩(wěn)定后達到了較高的透氫通量；本文最后，分析了影響Pd-Cu合金復合膜性能的一些表觀及實質因素，結果